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2024-11-22 (금)

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일본, 우주 오염 방지 위해 세계 최초 목조 위성 개발

일본의 과학자들이 우주 오염 문제에 대응하기 위해 세계에서 가장 독특한 우주선 중 하나를 개발했다. 이는 목재로 제작된 소형 위성 리그노샛(LignoSat)으로, 목련 나무를 사용하여 만들어졌다. 18일(현지시간) 야후에 따르면, 리그노샛 위성은 국제 우주 정거장(ISS)에서 실시된 실험에서 안정성과 균열 저항성이 뛰어난 것으로 확인됐다. 올해 여름, 이 목재 위성은 미국의 로켓에 실려 우주로 발사될 예정이다. 교토 대학과 스미토모 임업(Sumitomo Forestry)의 연구팀은 생분해성 재료인 목재를 사용하여 현재 금속으로 제작되는 위성에 대한 환경친화적인 대안을 모색하기 위해 이 위성을 제작했다. 교토 대학의 일본 우주 비행사이자 항공 우주 공학자인 타카오 도이(Takao Doi) 교수는 지구 대기권으로 재진입하는 위성이 연소되면서 작은 알루미나 입자를 생성하고, 이 입자들이 대기 상층부에 오랜 기간 동안 머물면서 결국 지구 환경에 영향을 미친다고 설명했다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 교토 대학의 연구원들은 다양한 목재 종류를 평가하고 우주 발사 및 지구 궤도에서의 장기 비행을 견딜 수 있는지를 검증하는 프로젝트를 시작했다. 첫 번째 실험은 우주 환경을 모사한 실험실에서 진행되었으며, 목재 샘플이 질량 변화나 분해, 손상의 징후 없이 안정적임이 확인됐다. 프로젝트 책임자인 코지 무라타(Koji Murata)는 "목재가 이러한 극한 조건을 견딜 수 있는 능력에 대해 우리는 매우 놀랐다"고 말했다. 이 실험이 끝난 후, 샘플은 ISS로 보내졌고, 그곳에서 거의 1년 동안 노출 시험을 거친 후 지구로 돌아왔다. 이번에도 그것들은 손상의 징후를 거의 보이지 않았는데, 무라타는 우주에 나무를 태울 수 있는 산소가 없고 나무를 썩게 할 수 있는 생물이 없기 때문이라고 설명했다. 이 실험을 마친 후, 샘플은 국제 우주 정거장(ISS)으로 전송되어 거의 1년 동안 우주 환경에 노출된 후 지구로 반환됐다. 반환된 샘플은 손상의 징후를 거의 보이지 않았다. 무라타는 이 현상을 우주에는 나무를 태울 수 있는 산소가 없고, 나무를 분해할 수 있는 미생물이 존재하지 않기 때문이라고 설명했다. 일본 벚나무를 포함한 여러 종류의 목재가 실험에 사용됐고, 특히 목련 나무가 가장 견고한 것으로 입증됐다. 무라타는 "목련 나무는 교토의 나무 위성 제작에 사용되었으며, 이 위성은 궤도상에서 우주선의 성능을 평가하는 다양한 실험을 포함하게 될 것"이라고 밝혔다. 리그노샛의 궤도상 작동이 성공적으로 수행될 경우, 더 많은 위성의 자재로 목재 사용 가능성이 열릴 것으로 전망된다. 매년 약 2000개 이상의 우주선이 발사될 것으로 예상되는 가운데, 재진입 시 연소되면서 대기 상층부에 침착될 수 있는 알루미늄 사용은 곧 심각한 환경 문제를 초래할 수 있다. 캐나다 브리티시 컬럼비아 대학의 과학자들이 실시한 최근 연구에 따르면, 인공위성이 재진입할 때 알루미늄이 오존층에 심각한 피해를 입힐 수 있으며, 지면으로 도달하는 햇빛의 양에도 영향을 미칠 수 있다는 우려가 제기됐다. 하지만, 리그노샛과 같은 목재로 만들어진 위성의 경우, 이러한 문제가 발생하지 않는다. 임무를 마친 후 대기권으로 재진입하며 연소될 때, 오직 생분해성 재료의 미세한 입자만을 생성한다. 목재 위성은 환경에 더 친화적이며, 무게가 가볍고 비용도 저렴하다. 또한, 우주 환경에서의 안정적인 성능이 확인됐다. 이러한 목재 위성 개발은 위성 제작 방법에 혁신을 가져오고 환경 보호에 기여할 수 있는 중요한 단계로 평가된다.
- IT/바이오
2024-02-19
걷기부터 근력운동까지! 다양한 운동이 우울증 완화에 도움

운동이 우울증을 완화하는 데 특히 효과적이라는 연구 결과가 발표됐다. 조깅과 요가, 근력운동, 심지어 산책과 같은 간단한 활동도 우울증을 크게 완화시키는 것으로 나타났다. 미국의 과학문화 포털 스터디파인즈(studyfinds)는 지난 14일(현지시간) 퀸즐랜드 대학의 마이클 노텔(Michael Noetel) 박사가 이끄는 연구팀의 운동이 우울증을 완화하는 데 특히 효과적이라는 연구 결과를 소개했다. 이 연구에 따르면, 운동은 우울증을 완화하는데 매우 효과적이다. 이는 운동이 단독으로 이루어지거나 심리치료 및 약물치료와 같은 기존의 치료 방법과 병행될 때에도 마찬가지다. 연구팀은 이러한 긍정적인 결과에도 불구하고, 많은 연구 결과들의 신뢰성이 아직 낮다고 지적하며 추가적인 연구가 필요하다고 강조했다. 그럼에도 불구하고, 그들은 이러한 유형의 신체 활동을 우울증 치료 전략의 핵심 요소로 고려해야 한다고 권장했다. 세계보건기구(WHO)에 따르면 전 세계적으로 3억 명이 넘는 사람들이 우울증을 겪고 있다. 운동은 흔히 심리치료 및 약물치료와 병행하여 권장되지만, 우울증 완화를 위한 구체적인 운동 방법에 대한 치료 지침은 아직 명확하지 않다. 연구팀은 명확성을 확보하기 위해 1만4000명 이상의 참가자를 포함한 218건의 임상 시험을 검토해 운동이 기존의 우울증 치료법과 어떻게 비교되는지 분석했다. 이러한 광범위한 분석을 통해 댄스, 걷기, 조깅, 요가, 근력 운동, 다양한 유산소 운동, 태극권 등 여러 형태의 운동이 우울증 감소에 상당한 효과를 보였음을 확인했다. 특히 운동을 처방 약물과 결합하거나 유산소 운동을 심리치료와 함께 진행하는 것이 치료 효과를 개선하는 데 도움이 되는 것으로 나타났다. 이는 기존 치료법에 운동을 추가함으로써 얻을 수 있는 추가적인 이점을 제시한다. 이 연구는 성별과 연령에 따른 차이도 발견했다. 예를 들어, 요가는 남성에게 더 큰 이점을 제공하는 반면, 근력 운동은 여성에게 더욱 효과적인 것으로 나타났다. 또한 요가는 노년층에게 효과가 향상되는 반면, 젊은 층은 근력 운동으로 더 많은 혜택을 경험했다. 걷기와 요가와 같은 가벼운 운동도 상당한 효과를 제공하지만, 달리기나 인터벌 트레이닝과 같은 격렬한 운동이 더욱 효과적이었다. 다양한 건강 상태를 가진 사람들과 우울증의 심각도 수준이 다른 인구 집단 전반에서 운동은 일관되게 효과적임이 입증됐다. 이 연구는 개인적으로 수행하는 운동과 그룹에서 이루어지는 운동 모두에서 유의한 효과를 관찰했으며, 사회적 상호작용, 마음챙김, 자연과의 교감과 같은 요소가 긍정적인 결과에 기여할 수 있음을 시사했다. 연구 저자들은 "우리의 연구 결과는 우울증 치료에 있어, 특히 격렬한 강도의 운동을 임상 실습 지침에 포함시키는 것을 지지합니다"라고 말했다. 그들은 "보건 시스템이 우울증과 관련된 신체적 건강 위험을 줄이는 동시에, 이러한 치료 방법을 기존의 치료법에 대한 보조적인 방안이나 대체제로 제공할 필요가 있다"고 덧붙였다. 말라가 대학의 후안 앙헬 벨론(Juan Ángel Bellón) 교수는 사설을 통해 "1차 진료 의사들은 이제 경미하거나 중등도의 우울증 환자들에게 운동, 심리치료, 또는 항우울제 중에서 독립적인 대안으로 선택을 권할 수 있게 되었다"고 설명했다. 그럼에도 연구 저자들은 우울증을 겪고 있는 사람들에게 규칙적인 운동이 어려울 수 있다는 점을 지적했다. 벨론 교수는 보건 서비스와 지방 및 국가 정부에게 전체 인구가 맞춤형 및 관리되는 운동 프로그램을 이용할 수 있도록 충분한 지원을 제공할 것을 촉구했다.
- 생활경제
2024-02-16
혈액 검사로 알츠하이머병 선별 가능…진단 정확도 향상 및 조기 치료 기대

스웨덴 예테보리 대학 연구팀이 알츠하이머병을 조기에 선별하는 혁신적인 혈액 검사를 개발했다고 미국 매체 케이에스엘닷컴(KSL.com)이 최근 보도했다. 이 연구에서는 알츠하이머병 환자의 뇌에 축적되는 베타 아밀로이드와 타우 단백질, 그리고 함께 증가하는 p-tau217 바이오마커를 혈액을 통해 측정하는 방법을 사용했다. 그동안 이러한 단백질의 축적 여부를 확인하기 위해선 고가의 뇌 스캔이나 척추 천자술과 같은 방법을 사용했으나, 이들 방법은 비용이 많이 들고 접근성이 제한적이었다. 그러나 새로 개발된 혈액 검사법은 인산화 타우(p-타우) 단백질의 수치를 측정함으로써 베타 아밀로이드의 높은 수치를 최대 96%의 정확도로, 타우 단백질의 식별을 최대 97%의 정확도로 확인할 수 있었다. 이는 기존의 뇌 스캔이나 척추 천자술과 비교해도 유사한 수준의 정확도를 제공함으로써, 알츠하이머병 조기 진단의 접근성과 효율성을 크게 향상시킬 수 있는 가능성을 보여준다. 예테보리 대학 연구팀은 평균 연령 66세인 총 786명을 대상으로 한 연구를 진행했다. 참여자들은 뇌 스캔, 척추 천자술 및 혈액 검사를 받았고, 연구진은 p-tau217 면역분석법을 활용해 혈액 샘플을 분석했다. 연구 결과에 따르면, 이 혈액 검사는 척추 천자술이나 뇌 스캔과 유사한 결과를 제공했으며, 참가자의 약 80%에서 혈액 검사와 임상 검사만으로 최종 진단이 가능했다. 이는 기존의 더 비싸고 접근하기 어려운 검사 방법에 비해 비용 효율적이고 접근성이 우수한 대안을 제시한다. 그러나 이 혈액 검사가 알츠하이머병을 나타내는 뇌의 주요 변화를 100% 정확하게 예측할 수 있는 것은 아니며, p-tau 검사가 알츠하이머병에만 특이적이지 않기 때문에 음성 결과를 받았다 하더라도 다른 인지 장애의 가능성을 완전히 배제할 수는 없다. 플로리다의 신경퇴행성 질환 연구소에서 연구 책임자로 활동하는 리처드 아이작슨 박사는 혈액 바이오마커를 통한 알츠하이머병의 조기 진단 및 치료에 대해 낙관적인 견해를 표명했다. 아이작슨 박사는 혈액 검사가 알츠하이머병의 예방 및 관리에 기여할 수 있을 것이라며, 이를 콜레스테롤 검사와 비교하여 설명했다. 그는 "사람들이 심장마비나 뇌졸중 발생 전에 콜레스테롤 수치를 검사받듯, pTau217 검사를 통해 알츠하이머병의 초기 징후를 발견하고 조기에 치료를 시작할 수 있다"고 말했다. 아이작슨 박사는 또한 pTau217 수치의 시간에 따른 변화를 추적함으로써, 다양한 치료 접근법과 생활 습관 변화가 알츠하이머병 관리에 어떤 영향을 미치는지 보다 정확하게 이해할 수 있을 것이라고 덧붙였다. 이러한 연구 결과는 알츠하이머병의 진단과 치료 분야에 중대한 기여를 할 것으로 기대된다. 혈액 검사를 활용해 질병을 조기에 발견하고 치료를 시작함으로써 알츠하이머병의 진행을 지연시키거나 예방하는 데 중요한 도움이 될 것으로 전망된다.
- IT/바이오
2024-02-02
바이든, 첨단 반도체 산업 육성 위한 수십억 달러 규모 투자 발표 임박

선거를 앞두고 대표적인 경제 이니셔티브를 강조하고자 하는 바이든 행정부가 첨단 반도체 산업 육성을 위한 대규모 투자를 발표할 것으로 예상된다고 월스트리트저널이 27일(현지시간) 보도했다. 이 투자는 2022년 초당파적으로 통과된 530억 달러 규모의 '칩 법안(Chips Act)'에 따른 것으로, 첨단 마이크로칩 생산을 재개하고 중국의 칩 산업 성장에 대응하기 위한 목적으로 추진되고 있다. 현재까지 칩 법안의 이행 속도는 다소 느린 편이다. 170여 개 기업이 신청했지만, 지금까지 첨단 칩 제조업체에 지급된 보조금은 단 두 건에 불과하다. 이에 따라 업계에서는 바이든 행정부가 향후 수십억 달러 규모의 훨씬 더 큰 규모의 투자를 발표할 것으로 기대하고 있다. 이러한 투자는 스마트폰, 인공지능, 무기 시스템 등 첨단 기술에 필수적인 첨단 반도체 제조를 시작하기 위한 것으로 알려졌다. 업계 관계자는 "바이든 대통령이 대선 캠페인이 본격화되는 3월 연두교서 연설 전에 몇 가지 성과를 발표하기 위해 노력하고 있다"고 말했다. 싱크탱크인 미국기업연구소의 기술 및 혁신 담당 선임 연구원 윌리엄 라인하트는 "바이든 행정부는 중국의 칩 산업 성장에 대응하기 위해 첨단 반도체 산업을 육성해야 한다는 압박을 받고 있다"고 말했다. 칩 법안, 미국의 산업 정책 실험 미국 의회가 통과한 530억 달러 규모의 칩 법안은 미국의 반도체 산업 경쟁력 강화를 위한 핵심 정책으로 평가받고 있다. 이 법은 제조 보조금, 대출, 대출 보증, 세금 공제 등을 통해 반도체 제조 시설의 신설 및 확장을 지원하는 내용을 골자로 한다. 칩 법안의 시행 방식은 미국의 산업 정책 수행 능력을 시험할 수 있는 중요한 기회가 될 것으로 보인다. 중국, 일본, 독일 등은 이미 오랜 기간 동안 산업 정책을 통해 반도체 산업을 육성해 왔다. 이에 비해 미국은 산업 정책에 대한 경험이 상대적으로 부족하다. 칩 법안의 시행은 바이든 행정부의 재선 추진에도 중요한 영향을 미칠 것으로 예상된다. 이 법은 바이든 행정부의 대표적인 경제 정책 중 하나로, 성공적인 시행은 바이든 행정부의 경제 정책에 대한 국민적 지지를 높이는 데 도움이 될 것으로 보인다. 그러나 칩 법안의 시행에는 아직까지 여러 가지 어려움이 있다. 인력과 국가 안보에 대한 칩 법안의 요구 사항으로 인해 자금 조달 협상이 복잡해지고 있다. 또한, 숙련된 인력 부족도 우려 사항 중 하나다. 세계 최첨단 칩의 약 90%를 생산하는 TSMC는 지난주 애리조나 공장의 두 번째 공장에서 생산이 1~2년 지연될 것으로 예상하면서 미국의 인센티브에 대한 불확실성을 이유로 들었다. 이는 칩 법안의 시행이 예상보다 더 많은 어려움을 겪을 수 있음을 시사하는 대목이다. TSMC는 지난주 미국의 인센티브에 대한 불확실성을 이유로 애리조나 제2 공장의 생산이 1~2년 정도 지연될 것으로 예상한다고 밝혔다. TSMC는 앞서 첫 번째 팹의 개장을 2024년에서 2025년 상반기로 연기한 바 있다. 미국 내 공장 건설에 대한 규제 장애물을 연구해온 연방 태평양 북서부 국립연구소의 보안 및 기술 고문인 존 버와이(John VerWey)는 "가장 큰 이유는 리드 타임과 이들 기업이 가진 대안"이라며 "TSMC가 대만이나 일본에 팹을 건설하고자 할 때 미국보다 훨씬 더 빨리 할 수 있다"고 말했다. 게다가 바이든 행정부의 반도체 제조 공급망 투자 발표로 인한 일자리 창출 효과가 불확실하다는 분석이 제기되고 있다. 투자 발표의 가장 직접적인 위협은 국가환경정책법(NEPA)으로, 아는 연방 정부의 지원을 받는 대규모 프로젝드들이 보조금을 받기 전에 횐경 평가를 성공적으로 통과해야 함을 의미한다. 연방 정부의 보고서에 따르면, 2013년부터 2018년까지 NEPA 평가에는 평균적으로 4.5년이 소요됐다. 비평가들은 평가가 매년 지연될 때마다 번도체 공장 건설 비용이 약 5% 증가한다고 지적했다.
- IT/바이오
2024-01-28
에어버스, 수소 항공기 A380 2026년 시험 비행

프랑스의 대표 항공업체인 에어버스는 수소 연료전지 시스템인 '아이언 패드'의 테스트에 성공해 제로탄소(ZEROe) 목표에 한 걸음 더 가까워졌다. 항공전문 매체 심플플라잉(simpleflying)은 에어버스가 오는 2026년부터 F-WWOW(테스트기체)로 등록된 에어버스 380의 제로탄소 테스트 베드에 연료전지 추진 시스템을 설치해 기내 테스트를 진행할 계획이라고 지난 22일(현지시간) 보도했다. 항공업계는 탄소제로 목표에 적극적으로 동참하고 있다. 이는 기업 활동에서 발생하는 이산화탄소 배출을 최소화하고, 절감이 어려운 부분은 탄소배출권 매입을 통해 결국 이산화탄소 발생량을 '0'으로 만드는 것을 의미한다. 에어버스 연구팀은 지난해 6월 1.2MW(메가와트)의 최대 전력을 달성하는 수소 연료전지 시스템 테스트에 성공했다. 이어 지난해 말에는 수소 연료전지 시스템과 전기 모터를 결합한 추진 시스템 프로토타입이 뮌헨의 전자 항공기 하우스(E-Aircraft House)에서 1.2MW의 전력으로 구동되는 성과를 보였다. 에어버스의 ZEROe 프로젝트에 대한 최신 업데이트에 따르면, 테스트 및 시연 책임자 마디아스 안드리아미사이나(Mathias Andriamisaina)는 프로토타입이 테스트 중에 1.2MW의 전력에 도달했다고 밝혔다. 이 전력 수준은 에어버스가 A380 기내 시연에서 실시하려는 테스트 전력과도 일치한다. 이러한 성과는 ZEROe 프로젝트 팀이 비행 조건에 적합한 추진 시스템의 크기, 질량 및 사양을 최적화하는 다음 단계로 나아가는 데 중요한 진전이다. 이를 통해 프로젝트의 기내 테스트는 한층 더 구체화되고 가까워졌다고 할 수 있다. ZEROe 프로젝트는 그 이름이 의미하듯이 배출가스 제로를 목표로 하며, 지속 가능한 항공 기술에 대한 수요에 대응하는 에어버스의 중요한 프로젝트이다. 이 프로젝트의 궁극적인 목표는 혁신적인 기술과 개념을 활용하여 2035년까지 수소 동력을 사용하는 상업용 비행기를 생산하는 것이다. 이러한 노력은 항공업계의 지속 가능한 미래로의 전환을 위한 중요한 발판이 될 것으로 기대된다. 에어버스의 첫 ZEROe 비행기에 대한 구체적인 디자인과 콘셉트는 아직 확정되지 않았다. 이는 에어버스가 수소 연소와 수소 연료전지 기술을 포함한 다양한 항공기 콘셉트를 탐구하고 있기 때문이다. 2020년에 제안된 4가지 콘셉트 중 하나인 수소 연료전지 기술은 완전 전기 항공기 유형에 사용될 예정이며, A380 실증기에서 테스트될 계획이다. 특별히 지정된 ZEROe 실증기는 에어버스가 생산한 최초의 A380이자, MSN001이라는 생산 일련번호를 가진다. 이 항공기는 2005년 4월 27일 첫 비행을 시작해, 세계에서 가장 큰 상업용 항공기로서의 역사적 비행을 시작했다. MSN001의 이력은 A380 프로그램만큼이나 매력적이다. 이 항공기는 프로토타입으로서 상용 운용을 위한 기술 테스트와 인증 획득 역할을 수행했다. 물 섭취, 극한의 기후 조건에서의 작동, 고속 이륙 거부 테스트 등이 이에 포함된다. 또한 MSN001은 전 세계를 여행하며 다양한 에어쇼에 참가했고, 때로는 에어버스를 대표하는 특별한 상징으로 등장하기도 했다. A380 프로그램이 시작된 이래, MSN001은 에어버스에 의해 보존되어 왔으며, 다른 많은 초기 프로토타입들과 달리 폐기되지 않았다. 이 항공기는 A350 프로그램의 '트렌트 XWB(Trent XWB)' 엔진 테스트에 있어 핵심적인 역할을 수행했으며, 특히 2번 엔진으로 날개 아래에 트렌트 XWB 엔진을 장착하는 중요한 작업을 담당했다. 트렌트 XWB(Trent XWB)는 영국 롤스로이스엔진이 개발한 대형 항공기용 터보 엔진이다. 영어 'Trent'는 롤스로이스의 항공기용 터보 엔진 브랜드명이며, 'XWB'는 '초대형 동체(Extra Wide Body)'의 약자로 넓은 동체(Wide Body) 항공기에 탑재되는 엔진을 의미한다. 처음에는 A350-900 모델을 위해 트렌트 XWB-84 엔진을 테스트했으며, 이어서 A350-1000 모델을 위한 트렌트 XWB-97 엔진의 테스트를 수행했다. 이러한 과정은 A350 프로그램의 성공적인 발전에 기여했다고 볼 수 있다. 최근에는 MSN001이 지속 가능한 항공 연료(Sustainable Aviation Fuel, SAF) 사용을 위한 여러 차례의 시험 비행에 참여했다. 롤스로이스, 프랫 앤 휘트니와의 협력 하에 진행된 첫 번째 시험 비행에서는 토탈 에너지가 제공한 혼합되지 않은 SAF 27톤을 사용해 3시간 동안의 임무를 수행했으며, 이어서 이착륙 시의 성능에 초점을 맞춘 여러 다른 시험 비행들이 진행됐다. 한편, 한국 항공업계는 친환경 항공유, 즉 지속 가능한 항공연료(SAF)의 도입에 박차를 가하고 있다. 최근 대한항공은 일본의 글로벌 물류 기업 유센로지스틱스와 SAF 사용 활성화를 위한 협약을 체결함으로써 이 분야의 선도적인 역할을 하고 있다. SAF는 동식물성 기름, 해조류, 도시 폐기물 가스 등 지속 가능한 원료를 기반으로 제조된 친환경 항공유로, 기존 화석 연료 기반 항공유에 비해 가격은 높지만, 탄소 배출량을 최대 80% 이상 줄일 수 있는 장점을 가지고 있다. 이러한 특성 때문에 SAF는 항공업계의 지속 가능한 미래를 위한 중요한 대안으로 간주되고 있다. 유럽연합에서는 오는 2025년부터 자국 공항을 이용하는 항공기를 대상으로 SAF 사용을 의무화할 예정이며, 미국에서는 세액 공제 혜택을 제공하는 등 전 세계적으로 도입을 늘리는 추세다. 유럽연합(EU)은 2025년부터 자국 공항을 이용하는 모든 항공기에 대해 SAF 사용을 의무화할 계획이며, 미국에서도 세액 공제 혜택을 통해 SAF 도입을 장려하고 있다. 이러한 국제적인 움직임은 전 세계적으로 친환경 항공연료의 사용 증가 추세를 보이고 있음을 나타낸다.
- 산업
2024-01-25
생수 속 나노플라스틱, 리터당 수천 개…체내 침범 우려

연구원들이 생수 속에서 이전 추정치보다 10~100배 더 많은 플라스틱 조각이 포함되어 있다는 사실을 발견했다고 CNN이 8일(현지시간) 보도했다. 미국 컬럼비아 대학의 연구원들은 생수에 있는 나노입자의 화학 구조를 보고, 계산하고, 분석할 수 있는 새로운 기술을 제시했다. 새로운 연구에 따르면, 표준 크기 생수 2개에 해당하는 1리터의 물에는 7가지 유형의 플라스틱에서 평균 24만 개의 플라스틱 입자가 포함되어 있으며, 이 중 90%는 나노플라스틱이고 나머지는 마이크로플라스틱인 것으로 확인됐다. 이 연구 결과는 미국 국립과학원 회보(Proceedings of the National Academy of Sciences) 저널에 이날 발표됐다. 나노 입자는 너무 작아서 현미경으로 볼 수 없다. 전문가들은 인간 머리카락 평균 너비의 1000분의 1인 나노플라스틱은 너무 작기 때문에 소화관이나 폐 조직을 통해 혈류로 이동하여 잠재적으로 유해한 합성 화학 물질을 몸 전체와 세포에 퍼트릴 수 있다고 지적했다. 미세 플라스틱은 0.2인치(5mm) 미만에서 2만5000분의 1인치(1마이크로미터)에 이르는 폴리머 조각이다. 그보다 더 작은 것은 10억분의 1미터 단위로 측정해야 하는 나노 플라스틱이다. 이 연구를 주도한 연구팀은 미국에서 판매되는 인기 생수 브랜드 3곳의 실제 플라스틱 조각 수가 리터당 300개가 아니라 11만 개에서 37만 개 사이라는 사실을 발견했다. 단, 저자들은 어떤 브랜드의 생수를 연구했는지는 언급하지 않았다. 공동 저자이자 환경 화학자인 컬럼비아 대학교 라몬트-도허티 지구 천문대의 부교수인 베이잔 얀(Beizhan Yan)은 "이 새로운 기술은 실제로 물속에서 수백만 개의 나노 입자를 볼 수 있었으며, 이는 무기 나노 입자, 유기 입자 및 우리가 연구한 7가지 주요 플라스틱 유형이 아닌 다른 플라스틱 입자일 수 있다"고 말했다. 이 연구는 나노 플라스틱이 인간 건강에 미치는 잠재적 위험을 탐구하는 새로운 방향을 제시했다. '건강한 아기, 밝은 미래'라는 비영리단체의 연합체에서 일하는 연구 책임자 제인 헐리한은 이 연구에 직접 참여하지는 않았지만, 나노 플라스틱의 인간 건강에 대한 잠재적 위험을 더 깊이 이해하기 위한 추가적인 연구가 필요하다고 강조했다. 이 단체는 아기들이 신경독성 화학물질에 노출되는 것을 줄이기 위해 노력하는 과학자들과 기부자들로 구성되어 있다. 헐리한은 "이 연구는 미세 플라스틱 입자에 대한 광범위한 인체 노출이 거의 연구되지 않은 위험을 초래할 수 있음을 시사한다"고 말했다. 그녀는 "특히 영유아가 이러한 위험에 가장 크게 노출될 수 있는데, 그 이유는 영유아의 발달이 더디기 때문"이라고 덧붙였다. 펜실베이니아주립대 베렌드 캠퍼스의 지속가능성 책임자인 셰리 '샘' 메이슨(Sherri 'Sam' Mason)은 이 연구에 참여하지 않았지만, "이 연구는 인상적이며, 투입된 노력이 매우 심오하다. 나는 이를 획기적이라고 부르고 싶다"라고 평가했다. 이 새로운 발견은 수돗물 유해 물질 노출을 줄이기 위해 유리나 스테인리스 스틸 용기에 담긴 수돗물을 마시라는 오랜 전문가의 조언을 강조한다고 메이슨은 말했다. 이러한 조언은 플라스틱으로 포장된 다른 음식과 음료에도 적용된다고 그녀는 덧붙였다. 메이슨은 9개국 11개 브랜드에서 판매되는 생수 샘플의 93%에서 마이크로플라스틱과 나노 플라스틱의 존재를 처음으로 발견한 2018년 연구의 공동 저자였다. 과거 연구에서 메이슨은 오염된 물 1리터에 인간의 머리카락보다 넓은 평균 10개의 플라스틱 입자와 300개의 작은 입자가 포함되어 있음을 발견했다. 그러나 5년 전인 2018년 기술로는 그 작은 입자를 분석하거나 더 많은 것이 있는지 알아낼 방법이 없었다. 메이슨은 "우리가 나노플라스틱의 존재를 몰랐던 것은 아니다. (당시) 우리는 그것들을 분석할 수 없었다"라고 설명했다. 나노 플라스틱, 인간 건강 위협 전문가들은 나노 플라스틱이 인류 건강에 가장 큰 위협을 주는 플라스틱 오염 유형 중 하나로 지목하고 있다. 이는 나노 플라스틱의 미세 입자가 주요 기관의 세포와 조직을 침입해 세포 활동을 방해하고, 비스페놀, 프탈레이트, 난연제, 과불소화 물질(PFAS), 중금속 등의 내분비 교란 화학물질을 축적할 수 있기 때문이다. 러트거스 대학교 어니스트 마리오 약학대학의 독성학 박사이자 약리학 부교수인 피오피 스태플튼(Phoebe Stapleton) 박사는 쥐를 대상으로 한 연구에서 임신한 쥐가 플라스틱 입자를 섭취하거나 흡입한 후 24시간 만에 그들의 태아의 뇌, 심장, 간, 신장 및 폐에서 플라스틱 화학물질을 발견했다고 보고했다. 스태플튼 박사는 "이 시점에서 인간 태반에서 마이크로플라스틱과 나노 플라스틱이 발견됐다"고 말했다. 그는 "인간의 폐 조직과 인간의 대변, 인간의 혈액에서 (미세 플라스틱이) 발견됐다"고 덧붙였다. 생수에서 나노입자를 식별하는 새로운 연구 방법은 라만 분광법의 개선된 형태에 기반을 두고 있다. 이 기술은 분자가 빛에 반응하여 진동하는 방식을 측정함으로써 세포의 화학적 구성을 분석한다. 이 기술의 공동 발명자이자 컬럼비아 대학교 화학과 교수인 웨이 민(Wei Min) 교수는 “이 변형된 라만 분광법, 자극 라만 산란 현미경(SRS)은 두 번째 레이저를 추가해 이전에는 감지하기 어려웠던 나노입자를 여러 자릿수로 증폭된 신호를 통해 탐지할 수 있다"고 말했다. 민 교수는 2008년 SRS를 공동 개발했다. 민 교수는 "이 연구는 자극 라만 산란 현미경을 나노플라스틱 세계에 적용한 최초의 연구"라고 말했다. SRS는 이미지를 획기적으로 향상시킴으로써 기존 기술에서 몇 시간이 걸리던 나노 입자의 이미지를 마이크로초 단위로 명확하게 식별하고 캡처할 수 있으며, 촬영 대상 조직에 손상을 주지 않고도 이미지를 캡처할 수 있다. 해당 연구에서 개발된 알고리즘은 출판 당시 폴리아미드, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리염화비닐, 폴리스티렌, 그리고 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함한 일곱 가지 주요 플라스틱 유형을 식별할 수 있었다. 컬럼비아 대학교 화학 박사과정 학생이자 이 연구의 수석 저자인 나이신 치안(Naixin Qian)은 "다른 연구들을 통해 우리는 생수에 존재하는 대부분의 미세 플라스틱이 주로 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트) 병에서 누출된 것으로 추정했다"고 말했다. 다양한 유형의 플라스틱 존재 연구팀의 발견에 따르면, 플라스틱 물병 안에는 예상과 달리 다양한 유형의 플라스틱이 존재하며, 각 플라스틱 유형마다 입자 크기가 다르다. 연구팀은 "PET 플라스틱 입자는 크기가 컸지만, 다른 플라스틱 입자는 200나노미터에 불과해 훨씬 더 작았다"고 밝혔다. 연구에 따르면, PET 입자는 병 뚜껑을 반복적으로 여닫거나, 병이 파손되거나, 자동차 안에서 높은 온도에 노출될 때 부서질 수 있는 것으로 밝혀졌다. 컬럼비아 대학교 연구팀은 앞으로 생수에 떠다니는 나노 플라스틱의 출처를 더 깊이 연구할 계획이다. 이들은 나노 플라스틱이 제조 과정 중 오염된 원수에서 유래했을 가능성을 조사하고 있다. 한편, '건강한 아기, 밝은 미래' 재단의 헐리안은 과학이 이와 같은 문제를 탐구하는 동안 사람들이 플라스틱 노출을 줄이기 위해 취할 수 있는 조치들에 대해서도 밝혔다. 그녀는 "플라스틱 용기에 담긴 음식과 음료 섭취를 피하고, 천연 직물로 만든 옷을 입으며, 천연 소재의 소비자 제품을 구매하는 것이 좋다. 일상에서 플라스틱 사용을 줄이고 대안을 찾는 것이 중요하다"고 말했다.
- 생활경제
2024-01-10
영국 스타트업, 화장실 오수로 친환경 제트 연료 개발

인간이 버린 폐기물에서 제트 연료를 개발하는 것이 가능하다면 어떨까? 실제로 화장실 오수에서 탄소 배출량을 현저히 줄인 항공 연료를 만드는 혁신적인 기술이 최근 개발돼 화제를 모으고 있다. 미국의 IT 전문 매체인 엔가젯(Engadget)은 영국 스타트업 반딧불이 그린퓨엘(Firefly Green Fuels)이 크랜필드대학교(Cranfield University)의 전문가들과 협력해, 기존 항공 연료에 비해 90% 적은 탄소 배출량을 가진 연료를 개발했다고 보도했다. 반딧불이 그린퓨엘이 개발한 A1 제트 연료는 독립 규제 기관의 테스트를 통해 제품이 표준과 유사한 성능을 보이는 것으로 확인됐다. 이 회사는 2021년 지속 가능한 항공 연료 개발을 계속하기 위해 영국 교통부로부터 200만 파운드(33억4830만원)의 보조금을 받았다. 아직 상업적으로 이용 가능하지는 않지만, 회사 측은 이 연료를 세계 시장에 공급하기 위한 과정에 있으며 향후 5년 이내에 최초의 상업용 발전소를 가동하게 될 것이라고 자신하고 있다. 이 회사는 저비용 항공사인 위즈에어(Wizz Air)와 2028년부터 시작되는 연료 공급을 위한 파트너십을 이미 체결했다. 화장실 오수에서 연료 생산 반딧불이 그린퓨엘은 영국의 수자원 관리 회사로부터 폐기물을 공급받아, 정제된 하수를 얻기 위해 다음과 같은 공정을 거친다. 열수 액화 과정을 통해 액체 폐기물을 슬러지 또는 원유로 전환하고, 이 과정에서 발생하는 고체 부산물은 작물 비료로 재활용될 수 있다. 회사 측은 에너지 생산 과정에서 발생하는 총 탄소량을 측정하여, 전체 공정의 탄소 강도가 메가줄 당 이산화탄소 7.97g(gCO²e/MJ)이라고 주장한다. 이는 국제클린운송위원회(ICCT)가 밝힌 기존 제트 연료의 탄소 강도, 즉 85에서 95 gCO²e/MJ에 비해 현저히 낮은 수치다. 이 회사 데이터에 따르면 자연 상태에서 유기물이 화석 연료로 전환되는 데는 수백만 년이 걸린다. 반면에 반딧불이 그린퓨엘의 방법은 단 며칠 만에 연료를 생산할 수 있게 하며, 더욱 중요한 것은 인간의 배설물이 풍부하고 쉽게 접근할 수 있는 자원으로 활용될 수 있다는 점이다. 이 회사가 개발한 지속 가능한 항공 연료의 가격이 현재 시장에서 사용되는 연료보다 더 비쌀지, 아니면 더 저렴할지는 아직 확실하지 않다. 그러나 제임스 하이게이트 최고경영자(CEO)는 성명서에서 인간의 배설물을 연료로 사용하는 것이 '비용 효율적이고 풍부한 자원'이라며, 이 자원은 '절대로 고갈되지 않을 것'이라고 말했다. 탄소 중립 달성은 유럽과 미국의 규제 기관과 지도자들에게 오랜 목표였다. 전기 자동차는 자동차 산업에서 혁신을 가져왔지만, 배터리로 구동되는 상업용 제트기의 등장은 아직 먼 미래의 일로 보인다. 따라서, 친환경적인 대안적 제트 연료의 개발은 환영받는 솔루션으로 여겨진다. EU, SAF 2% 의무 사용 한편, 유럽연합(EU)은 2025년부터 지속 가능한 항공 연료(SAF, Sustainable Aviation Fuel)를 기존 항공유에 최소 2% 혼합하도록 의무화하는 '리퓨얼 EU' 법안을 지난해 4월 통과시켰다. SAF는 석유가 아닌 다양한 대체 원료(동식물성 바이오 오일, 합성 원유 등)로 만들어진 항공 연료로, 기존 항공유에 비해 탄소 배출을 최대 80%까지 줄일 수 있다고 알려져 있다. 또한 SAF는 기존 항공기 엔진 및 연료 공급 시스템과 호환된다. 따라서 새로운 인프라 투자 없이도 현재의 항공 시스템에 통합될 수 있다. 그러나 SAF의 비용은 일반 항공유보다 약 2∼6배 높다. 이러한 높은 비용은 항공사와 소비자에게 전가될 수 있다. SAF의 생산은 아직 초기 단계에 있으며, 대량 생산에 필요한 기술과 인프라가 완전히 구축되지 않았다. 따라서 현재의 수요를 충족시키기 위한 충분한 공급이 아직 불가능할 수 있다. 게다가 일부 SAF 원료는 식량 생산과 경쟁할 수 있다. 예를 들어, 식물성 기름의 사용이 증가하면 식량 가격 상승으로 이어질 수 있다. SAF는 항공 산업의 탄소 배출을 줄이는 데 중요한 역할을 할 수 있지만, 그 구현과 확산을 위해서는 여러 기술적, 경제적, 환경적 과제를 해결해야 한다.
- 산업
2024-01-09
마늘, 맛과 건강을 모두 챙기는 음식

마늘을 매일 일정량 섭취하게 되면 면역력을 강화하고 콜레스테롤 수치가 감소하는 등 건강에 좋은 효과를 볼 수 있다고 건강 영양 전문지 이팅웰(Eating Well)이 최근 보도했다. 마늘은 요리에 없어서는 안 될 필수 식재료다. 톡 쏘는 맛과 향으로 음식의 풍미를 더해주는 것은 물론, 다양한 건강상의 이점까지 제공하는 것으로 알려져 있다. 이팅웰이 전한 마늘의 영양 성분과 건강상의 이점, 식단에 마늘을 추가하는 방법에 대해 소개한다. 마늘의 영양 성분 마늘은 비타민 C, 아연, 철분, 칼륨, 마그네슘 및 비타민 K와 같은 건강 증진 영양소가 포함되어 있다. 또한, 마늘은 황 함유 화합물인 알리신(allicin)이 풍부하다. 알리신은 항산화, 항염증, 항균, 항암 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 마늘은 다양한 건강상의 이점을 제공하는데 그중에서도 대표적인 이점은 다음과 같다. 첫째 항산화, 항염증, 항균, 항암 효과가 있는 마늘의 알리신은 면역 체계를 강화하고 감염을 예방하는 데 도움이 된다. 둘째 콜레스테롤 합성을 억제하고 콜레스테롤 배출을 촉진하는 마늘은 콜레스테롤 수치를 낮추고 심장 건강을 개선하는 데 도움이 된다. 셋째 혈관을 확장하고 혈액 순환을 개선하는 효과가 있다. 마늘은 혈압을 낮추고 고혈압 위험을 줄이는 데 도움이 된다. 넷째 인슐린 분비를 촉진하고 인슐린 저항성을 개선하는 마늘은 혈당 수치를 조절하고 당뇨병 위험을 줄이는 데 도움이 된다. 다섯째 장내 유익한 박테리아의 성장을 촉진하고 유해한 박테리아의 성장을 억제하는 마늘은 장 건강을 개선하는 데 도움이 된다. 다양한 요리에 활용 마늘은 다양한 요리에 사용할 수 있는 다재다능한 식재료로 마늘을 식단에 추가하는 몇 가지 방법은 다음과 같다. 먼저 마늘 기름으로 채소를 볶는다. 기름을 두른 팬에 다진 마늘을 놓고 옅은 갈색이 될 때까지 볶아서 기름에 마늘 향을 입힌다. 볶음밥과 같은 쌀 요리에 마늘을 추가하면 풍미가 더해진다. 또한 대부분의 단백질 및 채소와 잘 어울린다. 그밖에 스튜나 카레에 사용할 수 있다. 마늘은 아시아 일부 지역의 카레와 라틴 아메리카 일부 지역의 스튜에 자주 사용할 수 있다. 또한 수제 살사를 만들 때 마을을 사용한다. 살사는 더 많은 채소를 섭취할 수 있는 방법 중 하나이다. 또한 구운 마늘 또는 익힌 마늘을 섭취하는 것도 좋은 방법이다. 구운 마늘 또는 익힌 마늘은 생마늘에 비해 알리신 함량이 다소 감소할 수 있으나, 여전히 다양한 건강상의 이점을 제공한다는 점에서 유익하다. 마늘을 가장 건강하게 먹는 방법 마늘을 가장 건강하게 먹는 방법은 생마늘을 깨끗이 씻어서 씹어 먹는 것이다. 생마늘을 씹을 때 알리신이라는 성분이 생성되며, 알리신은 마늘의 대표적인 건강 성분으로 항산화, 항염증, 항균, 항암 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 다만, 위장이 약한 사람은 생마늘을 섭취하면 속쓰림이나 복통을 유발할 수 있다. 이 경우, 마늘을 가열하거나 꿀에 절여서 먹는 것이 좋다. 하지만, 위장이 예민한 사람들의 경우 생마늘 섭취 시 속쓰림이나 복통을 겪을 수 있다. 이러한 경우에는 마늘을 가열하거나 꿀에 절여서 섭취하는 것이 더 좋은 대안이 될 수 있다. 1일 마늘 적정 섭취량 마늘의 섭취량은 하루에 2~3쪽 정도가 적당하다. 과다 섭취 시 속쓰림, 복통, 설사 등의 부작용이 나타날 수 있으므로 주의해야 한다. 또한 임산부나 수유부는 마늘을 섭취하기 전에 의사와 상담하는 것이 좋다. 마늘은 혈액 응고를 방해할 수 있으므로, 수술을 앞둔 사람은 마늘 섭취를 피하는 것이 좋다. 전 세계 다양한 문화에서 마늘은 매일 즐겨 먹는 식품 중 하나이며, 일반적으로 건강에 불리한 영향을 미치는 경우는 드물다. 마늘은 대체로 소량으로 섭취하며, 자주 먹을수록 건강상의 이점을 얻을 가능성이 높아질 수 있다. 그러나 과민성 대장 증후군(IBS)과 같은 장 문제가 있는 사람들의 경우 마늘 섭취로 인해 가스와 복부 팽만감이 발생할 수 있다. 마늘을 섭취해 뱃살을 태울 수 있다는 주장은 사실이 아니다. 마늘의 항염증 성분이 뱃살 감소에 직접적인 영향을 미친다는 증거는 없으며, 마늘 섭취만으로 장기적인 체중 감소가 이루어진다고 볼 수 없다. 마늘의 건강상 이점을 누리기 위해서는 꾸준한 섭취가 필요하다. 따라서 일정량의 마늘을 매일 섭취하는 것이 바람직하다.
- 생활경제
2024-01-06
'숨겨진 설탕', 다이어트의 적⋯초가공 식품 섭취시 주의

식품에 첨가된 숨겨진 설탕의 위험성에 대한 우려가 제기되었다. 현재 미국인들이 점점 더 많은 초가공 식품을 섭취함에 따라, 첨가당이나 숨겨진 설탕을 피하는 것이 어려워지고 있다. 미국의 매체 살롱(SALON)에 따르면, 첨가당은 과일 등에서 자연적으로 발생하는 설탕에 추가로 첨가되는 설탕을 의미한다. 임상 영양사이자 영양실습소 소유주, 그리고 영양·영양학 아카데미의 국립 미디어 대변인인 제시카 실베스터(Jessica Sylvester)는 첨가당이 "무엇을 찾아야 할지 모르는 경우에만 '숨겨진' 것"이라고 말했다. 영양사이자 「채식 운동선수를 위한 영양 지침서(The Vegan Athlete's Nutrition Handbook)」의 저자인 니콜 단드리아 러설트(Nichole Dandrea-Russert)에 따르면 일반적으로 첨가된 설탕은 맛, 질감, 유통기한 또는 기타 특성을 강화하는 데 사용된다고 말했다. 러설트는 일부 제품이 '건강에 좋다'고 광고하지만 실제로는 그렇지 않을 수 있다고 경고하며, 이들은 전통적인 설탕 대신 다른 성분을 사용한다는 점을 강조할 뿐이라고 지적했다. 설탕의 다른 이름 62가지 공인 당뇨병 관리 및 교육 전문가인 데보라 말코프 코헨(Deborah Malkoff-Cohen)은 설탕에는 아가베와 맥아 시럽부터 포도당과 보리 맥아에 이르기까지 62가지 다른 이름이 있다고 밝혀, 소비자들이 인지하지 못하는 다양한 형태의 설탕이 존재함을 지적했다. 또한 과당(레블로스·levulose)이나 포도당(글루코스·glucose)처럼 영어 어미 ‘-ose’로 끝나는 성분뿐만 아니라, 시럽, 사탕수수 주스 또는 과일 주스 농축액 역시 첨가된 설탕으로 분류된다. 미국심장협회(American Heart Association)는 남성의 경우 하루 설탕 섭취량을 36g 이하로, 여성은 25g 이하로 제한할 것을 권장한다. 그러나 첨가되고 숨겨진 설탕이 많은 현대의 식품 환경에서는 이 기준을 쉽게 초과할 수 있다. 설탕 '표시 탐정'이 되자 많은 사람들이 '건강에 좋다'고 잘못 인식하는 특정 제품을 매일 섭취함으로써 실제로 설탕 소비량이 높아질 수 있다. 코헨은 그릭 요거트를 예로 들며, 일반적인 상자에는 첨가된 설탕 없이 총 3가지 종류의 설탕이 들어 있으며, 맛이 첨가된 요거트 상자에는 총 11가지 종류의 설탕과 7g의 설탕이 포함되어 있다고 설명한다. 이처럼 명확한 차이가 있으며, 이를 이해하는 열쇠는 제품의 영양 표시를 꼼꼼히 확인하는 것이다. 영양 표시를 회피하고 싶은 유혹이 클 수 있지만, 코헨은 특히 새해에 건강을 중요하게 여기는 사람들에게 은밀하게 달콤한 품목이나 제품을 피하기 위해 영양 표시를 꼼꼼히 확인하는 '표시 탐정'이 되어야 한다고 권장하고 있다. 러설트는 요구르트 샐러드 드레싱에서 숨겨진 설탕을 찾아내는 것이 중요하다고 지적했다. 말코프 코헨은 파스타 소스, 케첩, 바비큐 소스, 시리얼, 코울슬로, 말린 과일 등 다른 일반적인 제품들에서도 설탕이 숨겨져 있을 수 있다고 강조했다. 음료 속에 '숨은 설탕' 주의 청량음료와 알코올 음료를 포함한 많은 음료들에도 첨가된 설탕이 있을 수 있다. 더 나아가 러설트는 초콜릿 우유에 대해 언급하며, 한 컵에 최대 12g의 추가 설탕이 포함될 수 있어 총 24g의 설탕이 들어갈 수 있음을 지적했다. 이러한 정보들은 소비자가 설탕 섭취량을 줄이는 데 도움이 될 수 있다. 추가되거나 숨겨진 설탕을 줄이고자 하는 경우, 말코프 코헨은 몇 가지 간단한 팁을 제공했다. 첫째, 포장되지 않은 신선한 과일과 야채에 집중하는 것이 좋다. 이러한 식품들은 유통 기한 연장을 위해 첨가된 설탕이 없기 때문에 더 안전한 선택이 될 수 있다. 또한 꿀이나 메이플 시럽과 같은 천연 감미료 사용을 권장하면서도, 이들 역시 적은 양으로 제한해야 한다고 조언했다. 많은 경우, 인공 감미료가 실제 설탕보다 더 큰 건강 문제를 일으킬 수 있다고 경고한다. 아스파탐, 아세설팜 칼륨, 수크랄로스 등이 포함된 '더 나은' 대안이라고 여겨지는 식품들이 실제로는 관상동맥 질환의 위험을 높일 수 있다는 것이다. 이러한 정보는 식단에서 설탕을 줄이려는 이들에게 유용한 지침이 될 수 있다. 실베스터는 "우리의 미각은 우리가 자주 먹는 음식과 시간이 지나면서의 변화에 영향을 받는다"고 말하며, 모든 설탕과 인공 감미료를 완전히 제거한다면, 많은 음식들이 자연스럽게 달콤해질 수 있다고 설명했다. 그녀는 이러한 변화를 스스로 경험해 볼 것을 권했다. 2주 동안 모든 설탕과 인공 감미료를 제거하고, 그 기간 동안 자신의 취향, 행동 및 생리적 변화를 관찰해 보라는 것이다. 실베스터는 특정 다이어트 식품이나 음료, 사탕에 얼마나 많은 인공 감미료가 포함되어 있는지 소비자들이 놀랄 수 있다고 경고했다. 러설트 역시 식단에서 첨가된 설탕을 완전히 제거하는 것이 가능하다고 동의하며, 점진적으로 설탕을 줄여나가면 궁극적으로는 제거할 수 있다고 말했다. 그녀는 전체 과일, 대추 페이스트를 활용하거나 집에서 직접 샐러드 드레싱을 만들어보는 것을 제안하며, 이를 통해 미각이 점차 단맛이 덜한 것에 적응할 수 있다고 설명했다. 이러한 설탕 제거 작업은 번거로울 수 있지만, 건강을 위해 식사와 간식 선택 시 보다 주의 깊게 조사하는 것이 중요하다.
- 생활경제
2024-01-05
고구마, 기후 변화에 강한 미래 작물로 주목

열대 작물인 고구마가 기후변화에 강한 미래 작물로 주목받고 있다. 최근 급격한 기후변화로 인해 지구의 기온이 상승하면서 특정 작물을 재배하기가 어려워지고 있다. 이에 따라 내열성과 수자원 효율성이 뛰어난 작물에 대한 관심이 높아지고 있다. 이와 관련하여 기후 전문매체 '예일 클라이밋 커넥션즈(YALE Climate Connections)'에 따르면, 고구마가 기후 변화 시대의 대안 식량으로 주목받고 있다. 고구마는 열대 작물로, 높은 기온과 건조한 기후에 잘 적응한다고 알려져 있다. 또한 물 소비가 적은 작물로, 기후 변화로 인한 물 부족이 심화되는 지역에서도 재배가 가능하다. 미국 미시시피 주립대학교 익스텐션(Mississippi State University Extension)의 고구마 전문가인 로린 하비(Lorin Harvey) 박사는 "고구마는 열을 더 좋아한다"라며 "열대 작물이기 때문에 더위에 잘 적응한다"고 말했다. 하비 박사는 고구마가 내열성 때문에 기후 회복력이 있는 작물로 유망하다고 설명했다. 이에 하비 박사와 다른 연구자들은 열과 수자원에 강한 새로운 다수확 품종을 육종하고 있다. 실제로, 미국 농무부는 고구마를 기후변화에 대응하기 위한 중요 작물로 선정하고 있으며, 내열성과 수자원 효율성이 뛰어난 새로운 품종을 개발하기 위한 연구를 지원하고 있다. 뿐만 아니라 고구마는 영양가도 뛰어난 식품이다. 고구마는 식이섬유와 비타민 A, C, B6 등이 풍부하며, 칼로리도 높아 영양보충에 도움이 된다. 또한, 고구마는 다양한 요리에 활용할 수 있어 소비자들의 선호도가 높다. 하비 박사는 "고구마는 캐서롤, 웨지튀김, 샐러드 등 다양한 요리에 활용할 수 있어 소비자들이 좋아한다”며 “앞으로 고구마의 수요는 더욱 증가할 것으로 예상된다"고 말했다. 이처럼 고구마는 기후변화 대응을 위한 중요 작물로 주목받고 있다. 고구마의 우수한 내열성과 수자원 효율성은 기후변화로 인한 농작물 재배의 어려움을 극복하는 데 도움이 될 것으로 기대된다.
- 생활경제
2023-12-29
美 MIT, 미생물 비료 코팅 개발…재생농업 촉진

미국 매사추세츠 공과대학(MIT) 화학자들은 지속 가능한 대안으로 질소 고정 박테리아를 사용해 화학 비료의 탄소 배출량을 줄이고 있다. 과학 전문 매체 사이테크데일리(SciTechDaily)는 MIT 화학 엔지니어들이 박테리아 세포의 성장이나 기능을 방해하지 않으면서 세포를 손상으로부터 보호하는 금속-유기 코팅을 개발해 종자 발아율을 크게 향상시켰다고 보도했다. 이러한 혁신은 미생물 비료의 접근성을 높이고 재생 농업을 촉진할 수 있다. 이 코팅은 박테리아 세포의 표면에 금속과 폴리페놀로 구성된 삼각형 모양의 구조를 형성한다. 이러한 구조는 박테리아 세포를 둘러싸고 보호막을 형성하여 열이나 습도, 건조 등의 손상으로부터 박테리아 세포를 보호해주어 미생물 비료의 안정성을 향상시킬 수 있다. 화학 비료 생산은 전 세계 온실 가스 배출량의 약 1.5%를 차지한다. MIT 화학자들은 일부 화학 비료를 보다 지속 가능한 공급원인 박테리아로 대체하여 탄소 발자국을 줄이는 데 도움이 되기를 기대하고 있다. 질소 가스를 암모니아로 전환할 수 있는 박테리아는 식물에 필요한 영양분을 제공할 뿐만 아니라 토양을 재생하고 해충으로부터 식물을 보호하는 데 도움이 될 수 있다. 그러나 이러한 박테리아는 열과 습도에 민감하기 때문에 대량 생산해서 농장으로 배송하기가 어렵다. 박테리아 민감성 극복 이러한 장애물을 극복하기 위해 MIT 화학 엔지니어들은 박테리아 세포의 성장이나 기능을 방해하지 않으면서 손상으로부터 세포를 보호하는 금속-유기 코팅을 개발했다. 새로운 연구에서 MIT 연구진은 이러한 코팅 박테리아가 옥수수와 청경채와 같은 채소를 포함한 다양한 종자의 발아율을 향상시킨다는 사실을 발견했다. 코팅된 박테리아로 처리한 씨앗은 코팅되지 않은 신선한 미생물로 처리한 씨앗에 비해 발아율이 150% 증가했다. 연구를 주도한 MIT 화학 공학과 아리엘 퍼스트(Ariel Furst) 박사는 "이 코팅은 농부들이 미생물을 비료로 배치하는 것을 훨씬 쉽게 만들 수 있다. 건조 공정으로부터 박테리아를 보호하고, 액체가 아닌 건조 분말이기 때문에 훨씬 더 쉽고 더 적은 비용으로 유통할 수 있다. 또한 섭씨 55.55도(화씨 132도)까지 견딜 수 있으므로 이러한 미생물을 냉장 보관을 사용할 필요가 없다"라고 말했다. 연구진은 이 기술은 화학 비료 사용을 줄여 환경 오염을 감소시킬 수 있고 토양의 영양분을 보충하고 토양을 건강하게 유지하는 데 도움이 될 수 있어 농업의 지속 가능성을 높이기를 기대한다. 이번 연구는 최근 '미국 화학학회지 Au'에 게재됐다. 미생물 보호 코팅 화학 비료는 공기 중의 질소와 수소를 결합하여 암모니아를 만드는 데 매우 높은 압력을 사용하는 에너지 집약적인 하버-보쉬 공정을 통해 제조된다. 화학 비료의 또 다른 단점으로는 이 과정에서 상당한 탄소 발자국이 발생한다는 점 외에도 장기간 사용하면 결국 토양의 영양분이 고갈된다는 것이다. 토양을 복원하기 위해 일부 농부들은 작물 순환과 퇴비화 등 다양한 전략을 사용해 토양을 건강하게 유지하는 '재생 농업'으로 전환하고 있다. 질소 가스를 암모니아로 전환하는 질소 고정 박테리아가 이러한 접근 방식에 도움이 될 수 있다. 퍼스트 박사는 열과 동결 건조로부터 미생물을 보호하기 위해 이전에 소화관으로 전달되는 치료용 박테리아를 보호하는 등 다른 용도로 미생물을 캡슐화하기 위해 개발한 금속-페놀 네트워크(MPN)라는 코팅을 적용하기로 결정했다. 이 코팅에는 금속과 폴리페놀이라는 두 가지 유기 화합물 성분이 포함되어 있어 스스로 조립되어 보호막을 형성할 수 있다. 철, 망간, 알루미늄, 아연 등 코팅에 사용되는 금속은 식품첨가물로서 안전한 것으로 간주된다. 식물에서 흔히 발견되는 폴리페놀은 탄닌과 오트 등의 분자를 포함한다. 퍼스트 박사는 "우리는 그 자체로 효능이 있는 것으로 알려진 천연 식품 등급의 화합물을 사용하여 미생물을 보호하는 작은 갑옷을 만들고 있다라고 말했다. 이 연구를 위해 연구팀은 12가지 MPN을 만들어 유해한 곰팡이와 기타 해충으로부터 식물을 보호하는 질소 고정 박테리아인 슈도모나스 클로로라피스를 캡슐화하는 데 사용했다. 연구진은 모든 코팅이 최대 섭씨 50도(화씨 122도)의 온도와 최대 48%의 상대 습도로부터 박테리아를 보호한다는 사실을 발견했다. 또한 코팅은 동결 건조 과정에서도 미생물의 생존을 유지했다. 종자 발아 향상 연구팀은 망간과 에피갈로카테킨 갈레이트(EGCG)라는 폴리페놀의 조합인 가장 효과적인 MPN으로 코팅된 미생물을 사용하여 실험용 접시에서 종자 발아를 돕는 능력을 테스트했다. 또 연구팀은 코팅된 미생물을 접시에 넣기 전에 50°C로 가열한 후 코팅되지 않은 신선한 미생물과 동결 건조된 코팅되지 않은 미생물을 비교했다. 연구 결과 코팅된 미생물은 발아율을 150% 향상 시켰다. 퍼스트 박사는 "기술을 개발할 때는 의도적으로 저렴하고 접근하기 쉽도록 설계해야 하는데, 이 기술이 바로 그런 기술이다. 이 기술은 재생 농업의 대중화에 도움이 될 것이다라고 말했다. 퍼스트 박사는 이 기술을 상용화하기 위해 세이아 바이오(Seia Bio)라는 회사를 설립했다. 세이아 바이오는 현재 이 코팅을 적용한 미생물 비료를 농업 현장에 적용하는 데 대한 연구를 진행하고 있다.
- 산업
2023-12-28
살아있는 뇌세포 AI, 음성 인식 기술 한계 극복 가능성 제시

최근 과학계에서 주목할 만한 발전이 있었다. 컴퓨터 시스템에 연결된 인간 뇌세포 덩어리가 매우 기본적인 음성 인식 작업을 수행하는 데 성공했다. 이러한 연구는 인공지능(AI) 분야에서 혁신적인 변화를 가져올 수 있다. 특히, 전통적인 실리콘 기반 칩보다 에너지 효율성 측면에서 큰 잠재력을 지니고 있다는 평가를 받고 있다. 영국의 과학 전문지 '뉴사이언티스트'에 따르면, 인디애나 대학교 블루밍턴 캠퍼스의 펭 구오 교수는 특정 조건에서 줄기세포가 성장할 때 형성되는 신경세포 덩어리인 뇌 유기체(오가노이드)를 활용해 음성 인식 작업을 수행하는 연구를 수행했다. 구오 교수는 뇌 유기체에 대해 "마치 작은 두뇌와 같다"고 설명했다. 뇌 유기체는 수 밀리미터 폭에 최대 1억 개의 신경 세포로 구성되어 있다. 흥미롭게도, 이 오가노이드를 성장시키는 데는 2~3개월이 소요된다. 이는 인간 뇌의 약 1000억 개 신경세포에 비하면 극히 소수에 불과하지만, AI 분야에서 큰 가능성을 내포하고 있다. 이번 연구는 기존 AI 기술의 한계를 극복하고, 에너지 효율적인 방식으로 복잡한 작업을 수행할 수 있는 새로운 방법론을 제시하고 있다. 향후 이 기술이 실제 어플리케이션에 적용될 경우, AI 분야에서 중요한 전환점이 될 것으로 기대된다 이 연구에서 중요한 단계는 오가노이드를 미세전극 어레이 위에 배치하는 것이었다. 이 어레이는 오가노이드에 전기 신호를 보내고, 신경 세포의 반응을 감지하여 발화하는 시기를 파악하는 데 사용된다. 연구팀은 이 혁신적인 시스템을 '브레이노웨어(Brainoware)'라고 명명했다. 뉴사이언티스트에 따르면, 지난 3월 구오 교수의 팀은 이 '브레이노웨어' 시스템을 사용해 '헤논(Hénon) 지도'라고 알려진 복잡한 방정식을 해결하는 데 성공했다. 이는 인공지능 분야에서 획기적인 발전으로 여겨진다. 헤논 지도는 수학과 물리학에서 사용되는 대표적인 비동선 동역학계 모댈중 하나다. 이는 1976년 프랑스의 천문학가 미셸 헤논에 의해 개발됐으며 주로 카오스 이론에서 중요한 역할을 한다. 특히, 음성 인식 작업에서 이 오가노이드의 역할은 주목할 만하다. 연구팀은 오가노이드가 일본어 모음 소리를 발음하는 8명의 사람들의 240개 오디오 클립 중 특정 개인의 목소리를 식별하는 방법을 배우게 했다. 이 오디오 클립은 공간 패턴으로 배열된 일련의 신호로 오가노이드에 전송됐다. 이 과정은 인간 뇌세포를 사용하는 AI 기술이 어떻게 복잡한 데이터를 처리할 수 있는지를 보여주는 훌륭한 예시이다. 구오 교수는 오가노이드를 사용한 초기 실험에서 약 30~40%의 정확도를 보였다고 한다. 그러나 단 이틀의 훈련 세션 후, 이 정확도는 놀랍게도 70~80%로 상승했다. 구오 교수는 이 현상을 '적응형 학습'이라고 설명했다. 이는 신경 세포 간에 새로운 연결이 형성되는 과정을 포함하는 것으로, 신경 세포 사이의 연결 형성을 방해하는 약물에 오가노이드를 노출시킬 경우, 아무런 개선도 관찰되지 않았다. 이는 학습 과정이 신경 연결의 변화와 밀접하게 연관되어 있음을 시사한다. 훈련 과정은 단순히 오디오 클립을 반복하는 것에 불과했으며, 오가노이드에게 옳고 그름에 대한 직접적인 피드백은 제공되지 않았다. 이러한 방식은 인공지능(AI) 연구에서 '비지도 학습(Unsupervised Learning)'이라고 알려진 방법론에 해당한다. 이러한 비지도 학습 방식은 AI가 스스로 학습하고, 패턴을 인식하는 능력을 개발하는 데 중요한 역할을 한다. 구오 교수는 기존 AI에는 두 가지 주요 과제가 있다고 지적했다. 첫 번째는 높은 에너지 소비이고, 두 번째는 실리콘 칩의 본질적인 한계, 즉 정보 처리와 데이터의 분리 문제다. 구오 교수의 연구팀은 살아있는 신경 세포를 활용한 바이오컴퓨팅이 이러한 과제를 해결할 수 있는 가능성을 탐구하고 있다. 이들은 세계 각지의 여러 연구 그룹 중 하나로, 바이오컴퓨팅 분야에서 혁신을 이루고자 한다. 예를 들어, '뉴사이언티스트'가 2021년에 소개한 호주의 코티칼 랩스(Cortical Labs)라는 회사는 뇌세포에게 '퐁' 게임을 가르치는 연구를 수행해왔다. 전통적인 음성 인식 분야의 전문가로 케임브리지 대학의 티토우안 파르코렛(Titouan Parcollet) 박사는 바이오컴퓨팅이 장기적으로 의미 있는 역할을 할 수 있다고 보고 있다. 이는 기존의 AI 접근법에 대한 중요한 대안을 제시하며, 향후 기술 발전에 중요한 영향을 미칠 수 있다는 전망이다. 파르콜렛 박사는 바이오컴퓨팅의 현재 상황에 대해 명확한 견해를 제시했다. 그는 "딥러닝이 수행하는 작업을 달성하기 위해 인간 뇌와 같은 구조가 필요하다고 여기는 것은 오해일 수 있다"며 "현재의 딥러닝 모델이 특정 작업에서 인간 뇌보다 훨씬 뛰어난 성능을 보이고 있다"라고 말했다. 파르콜렛 박사는 또한 구오 교수 팀의 연구가 아직은 간단한 단계에 머물러 있으며, 주로 발화자 식별과 같은 단순한 작업에 초점을 맞추고 있다고 말했다. 'Brainoware' 시스템의 성능 향상에도 불구하고, 또 다른 도전은 오가노이드의 유지 관리 기간이 1~2개월에 불과하다는 점이다. 구오 교수의 팀은 이 기간을 연장하기 위해 노력 중이다. 구오 교수는 "AI 컴퓨팅을 위해 오가노이드의 계산 능력을 활용하기 위해서는 이러한 한계를 극복해야 한다"고 말했다. 이는 바이오컴퓨팅 분야가 당면한 중대한 과제 중 하나로, 이 분야의 미래 발전을 위해 해결해야 할 핵심 문제이다.
- IT/바이오
2023-12-26
뉴질랜드 스타트업, 우드칩으로 전기차 배터리용 흑연 생산

뉴질랜드에 본사를 둔 한 스타트업이 우드칩을 사용하여 전기자동차(EV) 배터리에 사용할 수 있는 인조 흑연을 만들었다. 미국 매체 비즈니스인사이더(businessinsider)는 스타크업 카본스케이프(CarbonScape)가 목재 제조 폐기물을 가열해 대체 흑연을 생산한다고 보도했다. 이 업체는 탄소가 풍부한 재료인 바이오 숯을 만들기 위해 열분해로 알려진 공정을 통해 목재 제조 폐기물을 가열하여 대체 흑연을 생산하고, 그 다음 원료를 밀링해 흑연 형태로 변형시킨다. 회사는 이것을 "지속 가능한 옵션"이라고 말했다. 카본스케이프 이반 윌리엄스(Ivan Williams) CEO는 "우리의 임무는 배터리 산업의 탄소 배출을 줄이는 것"이라며 "이는 공급망 현지화를 포함한 다른 문제도 해결라는 데 도움이 된다"고 말했다. 흑연에 대한 대체 가능한 솔루션을 개발하는 것은 중국산 전기차(EV) 배터리에 대한 의존도를 줄이려는 서방 국가들에게 점점 더 중요한 역할을 하고 있다. 모건스탠리 애널리스트들은 7월 보고서에서 "현재 중국은 많은 전기차가 사용하는 리튬, 철, 인산염 등 LFP 배터리의 최대 생산국 중 하나"라며 "전기차 배터리 공급망의 최대 90%가 중국에 의존하고 있다"고 밝혔다. 중국은 이러한 공급망 지배력을 활용하여 경쟁사보다 배터리를 더 저렴하게 생산하고 결과적으로 더 낮은 가격으로 제공할 수 있다. 그러나, 최근 몇 년간 긴장된 미·중 관계로 인해 서방 국가들은 향후 공급망 중단을 피하기 위한 대안을 모색하고 있다. 미국에 진출한 한국 배터리 업체들은 더욱 타격을 받을 것으로 전망되고 있다. 한국무역협회의 ‘중국 흑연 수출 통제의 영향 및 대응 방안’ 보고서에 따르면, 중국은 첨단 반도체 제조 때 쓰는 갈륨·게르마늄 관련 품목의 수출을 지난 8월부터 통제한 데 이어 12월부터는 흑연 수출도 통제할 계획이다. 흑연은 전기차 배터리에 들어가는 음극재의 핵심 소재로 한국은 올해 1~9월 천연 흑연 제품의 중국 수입 의존도가 97.7%, 인조 흑연은 94.3%에 달하는 등, 사실상 전량을 중국에서 수입하고 있다고 봐도 과언이 아니다. 도원빈 무역협회 연구원은 "중국의 흑연 수출 통제 조치는 미국에 대한 보복성 조치로 해석되는데, 미·중 관계가 더욱 나빠지면 미국에 공장을 둔 우리 배터리 기업이 중국산 흑연을 들여오는 과정이 지연되거나 허가가 반려될 수 있다"고 우려했다. 카본스케이프의 아이디어가 수입을 대처할 수 있다는 주장에 설득력이 있어 보인다. 하지만, 일부 비평가들은 카본스케이프의 아이디어에 대해 의문을 제기했으며, 너무 많은 우드칩이 필요하고 흑연만큼 비용면에서 효율적이지 않다고 지적했다. 그럼에도 불구하고 뉴질랜드 스타트업은 글로벌 EV 생산이 확대됨에 따라 국제적인 주목을 받고 있다. 카본스케이프는 올해 초 유럽의 임산물 회사인 스토라 엔소(Stora Enso)로부터 1800만 달러(약 234억4500만원)의 자금을 확보해 유럽에 새로운 공급망을 열었기 때문이다. 로이터에 따르면 윌리엄스 장관은 "이번 투자는 글로벌 탈탄소화를 위한 배터리 소재의 지속 가능한 조달에 대한 강력한 지지를 표명한 것"이라고 말했다. 홍콩에 본사를 둔 배터리 제조업체인 암페렉스 테크놀로지(Amperex Technology )도 이 회사에 투자했다. 흑연은 미국과 유럽연합(EU)의 핵심 광물이며, 관계자들은 더 많은 현지 광산 생산을 장려하기를 희망하고 있다. 한편, 한국의 경우 중·장기적으로 모잠비크, 브라질, 일본 등으로 흑연 수입처를 다변화해야 하며, 배터리산업에서 흑연을 대체할 수 있는 실리콘 음극재 기술을 개발해 공급망 리스크를 낮추는 것이 필요하다.
- 산업
2023-12-22
뮌헨공대, 태양광 수소 생산 세계 최고…경제성 확보 과제

독일 뮌헨대학교 연구팀이 태양광 수소 생산 분야에서 세계 기록을 경신했다. 이들은 햇빛을 활용하여 포름산으로부터 수소를 생산하는 플라즈몬 나노구조를 개발하여 녹색 수소 개발에 획기적인 발전을 이루어냈다. 산업 전문매체 '오일프라이스(Oil Price)'는 뮌헨대학교 연구팀의 이 발견이 획기적이라면서도 고가의 원자재를 사용하는 한계로 인해 경제적인 측면에서 더 효과적인 대안을 모색해야 한다고 지적했다. 뮌헨대학교 연구팀은 녹색 수소 생산 분야에서 세계적인 기록을 경신했으며, 이러한 성과를 이루어낸 고성능 나노구조를 개발했다. 뮌헨대학교 실험물리학 및 에너지 변환 교수인 에밀리아노 코르테스(Emiliano Cortés)는 나노우주로의 도약을 이루어냈다. 코르테스 교수는 "태양광의 고에너지 입자가 원자 구조와 상호 작용하는 지점에서 연구가 시작되었다"라며 "태양에너지를 더 효율적으로 활용하기 위한 소재 솔루션을 연구 중"이라고 설명했다. 이러한 발견은 새로운 태양전지와 광촉매의 가능성을 열어두고 있다. 그러나 코르테스 교수는 "햇빛이 희석돼 지구에 도달하기 때문에 면적당 에너지가 상대적으로 낮다"는 문제에 직면하고 있다고 말했다. 헤란 박사는 "먼저, 우리는 플라즈몬 금속(우리 경우에는 금)에서 10~200나노미터 범위의 입자를 생성했다"라며 "이 크기에서 가시광선은 금 전자와 매우 강하게 상호작용하여 공명 진동을 유발한다"라고 설명했다. 이러한 현상을 통해 나노입자는 더 많은 햇빛을 포착하고, 매우 높은 에너지의 전자로 변환할 수 있다는 것을 밝혔다. 헤란 박사는 "이러한 과정에서 매우 국지적이고 강한 전기장이 핫스팟에서 발생한다"고 말했다. 이러한 핫스팟은 금 입자 사이에서 형성되며, 따라서 두 사람은 백금 나노입자를 이러한 핫스팟 사이 공간에 직접 배치하는 아이디어를 얻었다. 오늘날 수소는 주로 화석 연료, 주로 천연가스에서 생산된다. 그러나 두 사람은 "플라즈몬 금속과 촉매 금속의 결합을 통해 이산화탄소를 유용한 물질로 변환하는 등 다양한 산업 응용 분야를 위한 강력한 광촉매를 개발 중이다"라고 밝혔다. 이들은 이미 이러한 물질 개발에 대한 특허를 취득했다. 또한, 이전에 매사추세츠 공과대학(MIT)의 엔지니어들이 태양열을 활용하여 온실가스 배출 없이 수소를 효율적으로 생산하는 '태양열화학수소' 시스템을 개발했다. MIT, 태양열 최대 40% 활용 기존의 태양열 열화학 수소 생산 시스템은 효율성이 낮았지만, MIT의 설계는 태양열을 최대 40%까지 효율적으로 활용할 수 있다. 이 시스템은 태양열을 활용하여 물을 분해하고, 이 과정에서 생성된 수소를 청정 연료로 사용할 수 있게 한다. 이렇게 생산된 수소는 장거리 트럭, 선박, 항공기의 연료로 사용될 수 있으며, 온실가스가 전혀 배출되지 않는다. MIT의 새로운 시스템은 집중형 태양열 발전소(CSP) 방식을 사용하며, 다수의 거울을 활용하여 태양광을 집중시켜 열을 발생시킨다. 이렇게 집중된 열은 수소 생산에 활용된다. 한국의 DGIST(대구경북과학기술원)와 단국대학교 연구팀은 친환경적인 양자점을 활용하여 세계 최고 수준의 태양광 수소 생산 기술을 개발했다. 이 기술은 양자점의 물성을 조절하여 광전기화학 소자에 적용, 태양광을 효과적으로 수소 생산에 활용하는 방법을 제공한다. 게다가 한국의 DGIST(대구경북과학기술원)와 단국대학교 연구팀은 친환경적인 양자점을 활용하여 세계 최고 수준의 태양광 수소 생산 기술을 개발했다. 이 기술은 양자점의 물성을 조절하여 광전기화학 소자에 적용함으로써, 태양광을 효과적으로 수소 생산에 활용할 수 있는 방법을 제시한다.
- 산업
2023-12-18
트윈 기술 태양광 타워, 2배 출력으로 24시간 전력 공급

탄소제로 캠페인이 전 세계적인 화두로 떠오르면서 태양광 발전이 각광받고 있다. 무한정이며 무공해의 태양에너지를 이용하는 만큼 연료비가 들지 않고 대기 오염이나 폐기물 발생이 없어서다. 하지만 태양광 발전은 밤에는 에너지를 저장할 수 없어 낮에 저장해둔 에너지를 사용해야 한다는 한계가 있었다. 태양빛으로 발전을 해야하는 특성 때문에 설치 면적이 넓어야 하는 한계도 극복해야 했다. 그런데 최근 카타르 대학과 요르단 후세인공과 대학 연구팀이 이러한 한계를 극복할 수 있는 신기술을 개발했다. 이 기술은 태양과 주변 온도를 이용해 두 세트의 터빈을 통해 공기를 유도하여 전력을 생성하는 방식이다. 연구팀은 기존 태양열 상승 기류 타워의 문제점을 열효율이 낮다는 점이라고 지적했다. 즉, 건설된 구조물이 가치가 있으려면 매우 커야 하며, 이에 따른 높은 초기 비용으로 인해 실행이 어렵다는 것을 알게 됐다. 수년에 걸쳐 효율성을 높이려는 시도에는 환기 성능을 개선하고 굴뚝 높이를 높이는 것이 포함됐다. 그러나 이 같은 최선의 노력에도 불구하고 개선은 평범했다. 연구팀이 고안한 아이디어는 내부 타워 주위에 두 번째 타워를 건설하는 것이다. 외부 타워의 꼭대기에는 스프링클러가 '건조하고 뜨거운 공기'에 의해 즉시 흡수되는 '물 안개'를 분사한다. 그런 다음 공기는 더 무겁고 차가워지고, 중력은 다양한 기둥의 외부 타워 아래로 공기를 끌어당긴다. 이것은 외부 타워의 바닥에 위치한 터빈을 회전시키는 데 사용되는 '하강 기류'를 생성한다. 외부 타워는 온도가 가장 높고 습도가 제일 낮은 정오 무렵에 가장 잘 작동하지만, 연구원들은 태양 복사 조도가 작동에 직접적인 영향을 미치지 않기 때문에 하루 종일 작동할 수 있음을 알게 됐다. 이는 시스템이 24시간 전력을 생산할 수 있음을 의미한다. 장점은 이 시스템이 예전 태양열 상승 기류 타워의 2.14배의 전력을 생산한다는 점이다. 또한, 기존 시스템은 태양 복사 조도에 따라 발전량이 변동하지만, 이 시스템은 온도와 습도의 계절적 변화에 더 많은 영향을 받기 때문에 태양 복사 조도에 따른 발전량 변동이 적다는 장점이 있다. 연구진은 이 개념에 대한 향후 연구에서 다른 유형의 재생 에너지 기술을 통합하는 동시에 시스템 확장성을 면밀히 검토할 예정이다. 한편, 최근에는 우주 태양광 발전이 새로운 대안으로 떠오르고 있다. 우주 공간에 발전용 패널을 띄워 전력을 생산하는 기술인데 유지 보수 및 초기 배치 비용이 높다는 단점에도 불구하고, 효율과 안정적 전력 공급 측면에서 대안이 되고 있다. 실제로 2023년 6월 미국 캘리포니아 공과대학은 우주 태양광 발전 실증기(SSPD-1)에서 생산한 전력을 지구 표면으로 전송하는데 성공했다. 이에 앞서 영국은 관련 연구개발을 지원하고 일본도 우주 태양광 발전소 건립 계획을 추진 중으로 알려졌다. 한국 역시 한국전기연구원과 한국항공우주연구원이 우주 태양광 발전 시스템 연구에 착수한 상태다.
- 산업
2023-12-17
캐나다 스타트업, 친환경 해수 담수화 신기술 개발

캐나다의 한 스타트업이 친환경 방식으로 바닷물을 담수화하는 새로운 기술을 개발했다. 해수 담수화는 지구의 70%를 차지하는 바다의 물을 담수화하는 작업으로 식수, 공업용수 등의 공급을 원활히 하고자 하는 목적이다. 특히 중동 등 물이 부족한 사막 주변 국가나 물을 수입하는 국가의 경우 안정적인 수자원의 확보는 안보와도 직결된다. 한국도 기후변화로 인한 오랜 가뭄으로 해수 담수화 시설을 증설해야 한다는 의견이 나오고 있다. 해수 담수화 방법에는 여러 가지가 있지만 최근 친환경 담수화시스템이 각광 받고 있다. 미국 매체 '굿뉴스네트워크(GoodNewsNetwork)'는 바다의 에너지만 사용해 친환경적인 방식으로 바닷물을 식수로 바꾸는 캐나다의 한 스타트업에 대해 보도했다. 이 매체에 따르면, 3억 명의 사람들이 전 세계 2만1000개의 담수화 플랜트를 통해 바닷물에 의존하고 있다. 이 시설은 거의 모두 화석 연료를 사용하여 열 담수화 또는 역삼투압이라는 에너지 집약적인 프로세스를 완성한다. 이 두 가지 방법은 바닷물을 대규모로 깨끗한 물로 바꿀 수 있는 방법이다. 스타트업 오네카(Oneka)는 독특한 접근 방식을 사용해 해수 담수화를 진행한다. 이 회사는 부표와 유사한 장치를 해저에 고정시키고, 91.4cm(3피트) 높이의 파도의 힘(파력)을 이용하여 역삼투압을 구동하는 기계적 에너지로 변환한다. 이를 통해 오네카는 하루에 최대 4만9210리터(약 1만 3000갤런)의 식수를 생산할 수 있는 시장에서 가장 큰 모듈식 장치를 운영한다. BBC가 수집한 데이터에 따르면, 만약 기후변화에 대한 최악의 예측이 현실화된다면, 점점 더 많은 국가들이 일 년 중 적어도 일부 기간 동안 담수화에 의존하게 될 것으로 보인다. 이에 따라 담수화 산업은 9%의 성장률을 보일 것으로 예상되며, 2030년까지 이 산업의 연간 가치는 약 290억 달러(한화 약 37조 8740억원)에 이를 것으로 전망된다. 오네카의 해상 기반 담수화 기술은 육상 담수화 플랜트와 비교해 여러 가지 이점을 제공한다. 첫째, 이 기술은 육지의 공간을 차지하지 않기 때문에, 특히 공간이 제한적인 섬나라에서 유용하다. 둘째, 이 모듈은 온실가스를 배출하지 않는 친환경적인 방식이다. 셋째, 기존 담수화 방법의 일반적인 문제점과 관련하여 오네카의 접근법은 다르다. 기존의 담수화 과정, 즉 열 공정이나 역삼투압 방식은 염도가 높은 폐수를 생성한다. 이 폐수가 바다에 방출되면 해양 생태계에, 육지에 방출되면 식물과 지하수에 영향을 미칠 수 있다. 오네카의 기술은 이러한 문제를 해결하기 위해 하루에 사용되는 바닷물의 약 75%를 식염수와 혼합하여, 기존 방식보다 소금 함량이 25% 더 높은 상태로 바다로 다시 방출한다. 이러한 방식은 해양 환경에 미치는 영향을 줄일 수 있다. 또한, 오네카의 모듈식 담수화기는 서로 체인으로 연결되어 공간을 효율적으로 활용하며, 육지로 깨끗한 물을 전달하는 배관 시스템을 간편하게 설치할 수 있다. 오네카의 해수담수기는 소형, 중형, 대형 등 세 가지 크기로 제공되며, 가장 큰 모델은 길이 8m(미터), 폭 5미터로, 하루에 최대 4만9000리터의 식수를 생산할 수 있다. 오네카는 자사의 기계를 완전한 환경친화적 패키지로 구현하고 있다. 이 회사는 담수화 장치의 체인, 정박지, 부표가 모두 해양 생물과 친화적인 재료로 제작되었으며, 이를 통해 다양한 해양 생물이 이들 구조물에 빠르게 적응하고 거주하게 된다는 사실을 발견했다고 밝혔다. 오네카는 또한 6미터(약 30피트) 높이의 파도가 있는 혹독한 날씨 조건에서 부표 담수화 장치를 테스트했으며, 이 장치가 이같은 극한 환경에서도 효과적으로 작동한다는 것을 확인했다. 오네카의 초기 모듈은 이미 세계에서 가장 건조한 지역 중 하나인 칠레의 지역 사회에 판매되었으며, 이는 그들의 기술이 실제 환경에서 유용함을 입증하는 사례가 되었다. 기존의 해수 담수화 시설은 높은 운영 비용과 복잡한 유지 관리 등의 문제로 인해 해결책으로서 한계를 가지고 있다. 이에 따라, 전 세계 많은 국가들이 해수 담수화의 다양한 대안을 개발하고 있다. 그 중 하나는 '해상 이동형 해수담수화 플랜트 선박'이다. 2014년 싱가포르에서 제안된 이 개념은 선박에 담수화 설비를 탑재하여 해상에서 자유롭게 이동하면서 바닷물로부터 식수를 생산하고 육지에 공급하는 것이다. 한국의 예를 들면, 광양제철소는 매일 약 2만7000톤의 바닷물을 공업용수로 전환해 사용하고 있다. 또 남부 지역의 섬 주민들을 위해 해수 담수화 선박 '드림즈호'를 투입한 사례가 있다. 또한, 최근에는 네덜란드의 해수 담수화 기기 개발 업체인 데솔리네이터(Desolenator)가 해수 담수화 과정에서 발생하는 순수한 고품질 소금에 주목했다. 이 회사는 해수담수화 과정에서 생기는 탈염막 여과된 소금을 바다에 방출하는 대신 수집하여 공업용 소금으로 판매하는 순환경제적 대안을 제안했다. 이러한 접근 방식은 해수담수화 과정의 부산물을 가치 있는 자원으로 전환함으로써 환경적으로도 지속가능한 방향을 제시한다.
- 산업
2023-11-27
도쿄대, 저렴하고 안정적인 나트륨 이온 배터리 음극 재료 개발

도쿄 이과대학 연구팀이 현재 주류인 리튬 이온 배터리보다 저렴하고 안정적인 고성능 나트륨 이온 배터리 음극 재료를 개발해 상용화에 한 걸음 다가섰다고 피씨 워치(PC WATCH)가 최근 보도했다. 이번에 개발된 새로운 음극 재료는 아연산화물(ZnO) 주형 하드 카본(HC-Zn)으로, 리튬이나 코발트와 같은 고가의 원소를 사용하지 않아 리튬 이온 배터리의 대안으로 기대된다. 리튬 이온 배터리는 휴대폰, 노트북, 전기차 등에 사용되는 가장 일반적인 배터리다. 리튬 이온을 저장하는 음극과 리튬 이온을 이동시키는 전해질로 구성된다. 리튬 이온 배터리는 높은 에너지 밀도와 수명으로 인해 널리 사용되고 있지만, 리튬이나 코발트와 같은 고가의 원소를 사용한다는 단점이 있다. 나트륨 이온 배터리는 리튬 이온 배터리의 대안으로 개발되고 있는 배터리다. 나트륨 이온을 저장하는 음극과 나트륨 이온을 이동시키는 전해질로 구성된다. 나트륨 이온 배터리는 리튬 이온 배터리와 유사한 성능을 가지고 있지만, 리튬이나 코발트와 같은 고가의 원소를 사용하지 않아 저렴한 비용으로 생산할 수 있다는 장점이 있다. 연구팀은 마그네슘, 아연, 칼슘의 글루코니움 염산을 출발 원료로 하여 기존과 동일한 주형법으로 각 하드 카본을 합성했다. 다양한 평가를 실시한 결과, HC-Zn이 가장 우수한 전극 성능을 나타냈다고 한다. 또한 글루코늄산 아연과 아세트산 아연의 비율이 75:25인 것을 음극 재료로 사용한 나트륨 이온 배터리를 제작하고 배터리 성능을 평가한 결과, 에너지 밀도는 312Wh/kg에 이르렀다. 이는 현재 널리 사용되고 있는 리튬 이온 배터리와 비교하여 동등한 수준이다. 이번 연구로 개발된 HC-Zn 음극 재료는 기존의 그래핀 음극 재료보다 저렴하고 안정적이며, 에너지 밀도도 동등한 수준으로 나타났다. 이는 휴대폰, 노트북, 전기차 등 다양한 전자기기의 배터리 대용량화를 가능하게 할 것으로 기대된다. 또한, 리튬이나 코발트와 같은 고가의 원소를 사용하지 않아 환경 친화적인 배터리의 개발에도 기여할 것으로 전망된다.
- 생활경제
2023-11-20
전 세계 술 소비 1위 국가는?⋯루마니아, 폭음 1위 불명예

세계에서 가장 술을 많이 마시는 국가 중 하나로, 1위인 덴마크와 루마니아에 이어 영국이 상위 국가에 이름을 올렸다고 미국 매체 폭스뉴스가 최근 보도했다. 특히 루마니아는 남성 폭음 1위 국가의 불명예를 안았다. 경제협력개발기구(OECD)의 연구에 따르면, 2019년을 기준으로 29개 국가에서 평균적으로 성인 인구의 약 19%가 한 달에 한 번 이상의 과도한 음주(폭음)를 보고했다. 연구자들은 "폭음 비율은 3% 미만인 국가인 터키와 이탈리아부터, 30% 이상인 독일, 룩셈부르크, 영국, 덴마크, 루마니아 등 나라별로 10배 이상 차이가 났다"고 지적했다. 연구팀은 '폭음'을 하루에 최소 여섯 잔 이상의 음주로 정의했다. 연구 기간인 2011년부터 2021년까지 23개 국가에서 음주가 감소했으며, 특히 리투아니아와 아일랜드에서 가장 많이 감소했다. 반면, 라트비아와 멕시코, 노르웨이는 동일한 기간동안 음주 비율이 가장 크게 증가했다. 연구에 따르면 모든 국가에서 남성의 약 26%가 한 달에 한 번 이상 폭음을 한다고 답한 반면, 여성은 12%에 그쳤다. 폭음에서 1위를 차지한 루마니아는 남성의 약 55%가 폭음 경험이 있다고 답했으며, 덴마크는 50% 미만, 룩셈부르크는 약 46%가 폭음 경험이 있다고 응답했다. 옥토버페스트의 본고장 독일은 5위, 아일랜드가 8위, 미국이 10위를 차지해 음주 국가들에서 순위가 낮았다. 폴란드는 전체 국가 평균보다 약간 낮았고, 네덜란드는 평균을 약간 상회했으며, 그리스는 최하위에서 3위를 차지했다. 특히 러시아는 OECD 회원국이 아니며 2014년 크림반도 병합 이후 가입 논의가 중단되어 순위에서 제외됐다. 이 연구에 따르면 영국과 덴마크 여성이 폭음에서 공동 1위를 차지했지만 모든 국가에서 남성이 여성보다 술을 더 많이 마시는 것으로 나타났다. 노르웨이와 미국이 남성과 여성의 폭음 비율이 가장 비슷했으며, 스페인과 그리스, 이탈리아, 터키가 조사에서 최하위권을 차지했다. 프랑스에 본부를 두고 38개 회원국을 보유한 정부 간 기구인 OECD는 회원국들의 건강 관리에 대한 광범위한 검토의 일환으로 이번 조사를 실시했다. OECD는 음주가 심장병과 뇌졸중의 높은 위험을 포함하여 "전 세계적으로, 특히 노동 연령대의 사망 및 장애의 주요 원인"이라고 강조했다. 이 연구의 주요 초점은 '광범위한 전략과 과음자를 대상으로 하는 전략'을 포함해 '유해한 알코올 사용'에 대처하는 정책에 대한 의료비 지출을 구체적으로 살펴보는 것이었다. 연구에서 제안한 한 가지 방법은 과음을 부추기는 저렴한 알코올을 대상으로 최소 가격을 설정하여 한 번에 너무 많은 알코올을 구매하는 것을 억제하는 '최소 단가'를 도입하는 것이다. 또 다른 대안으로는 아일랜드와 스코틀랜드에서 이미 시행 중인 조치를 활용하는 것으로, 담배에 사용되는 것과 유사한 경고 라벨을 알코올 제품에 부착하여 음주의 위험성을 경고하는 방법이다. 아일랜드는 알코올 제품에 '인구 전체' 라벨링을 의무화했으며, 이 연구는 경고 라벨링이 아일랜드의 전체 알코올 소비를 감소시키는 주요 요인임을 시사하고 있다.
- 생활경제
2023-11-20
해양 플라스틱 쓰레기 수거 선박 '만타', 혁신 기술로 주목

최근 기후 변화와 해양 보호에 긍정적인 영향을 미치는 혁신적인 기술이 화제가 되고 있다. 콘텐츠 제작자 샘 벤틀리가 소개한 해양 플라스틱 쓰레기 청소 선박인 '만타'가 그 주인공이다. 야후 파이낸스 보도에 따르면, 벤틀리는 자신의 동영상을 통해 해양 오염 방지 조직 '더 씨 클리너스'가 개발한 이 혁신적인 플라스틱 수거 선박 '만타'의 작동 방식에 대해 설명했다. 만타는 태양열과 풍력을 이용한 혼합 발전 시스템을 탑재하고 있다. 이 선박은 수거한 플라스틱을 연료로 재활용하는 폐기물-에너지 전환 장치를 통해 최대 20시간 동안 지속적인 운영이 가능하다. 만타는 매 시간 약 3톤의 쓰레기를 해양에서 제거할 수 있으며, 수거된 쓰레기는 플라스틱, 유리, 알루미늄 등으로 분류되어 육상에서 재활용된다. 또한, 만타는 대형 해양 오염 물질을 수거하기 위한 크레인과 얕은 해역에서 플라스틱 쓰레기를 수거하는 데 특화된 소형 선박을 갖추고 있어, 다양한 환경에서의 청소 작업이 가능하다. 플라스틱 오염은 물 공급원에 유해 화학 물질을 방출하고 해양 생물에게 위험한 미세 플라스틱을 축적시켜 해양 생태계에 심각한 피해를 준다. 콘텐츠 제작자 샘 벤틀리의 만타 소개 동영상은 시청자들에게 큰 인상을 남겼다. 많은 사람들이 댓글을 통해 만타의 성능에 감탄하고 그 혁신성에 매료되었다고 밝혔다. 한 사용자는 "너무 멋진 기술이라 널리 알려야 한다"고 언급했고, 다른 사용자는 "정말 놀라운 발명"이라고 칭찬했다. 또 다른 사용자는 "이러한 긍정적인 메시지를 전하고, 사람들에게 희망과 미소를 선사해서 감사하다"고 댓글을 남겼다. 환경보호 단체 '더 씨 클리너스'에 따르면, 매년 전 세계적으로 약 3억 8000만 톤의 플라스틱이 생산되며, 이 중 절반은 일회용 제품이다. 플라스틱 폐기물 중 최대 32%가 자연 환경으로 유입되고 있는데, 특히 해양 환경이 큰 위험에 처해 있다. 매년 9톤에서 14톤 가량의 플라스틱이 바다로 유입되는 것으로 추정된다. 이러한 상황에서 만타와 같은 해양 플라스틱 청소 선박의 확대는 해양 플라스틱 오염을 크게 줄일 수 있는 잠재력을 가지고 있다. 그러나 궁극적으로 플라스틱의 생산과 사용을 줄이는 것이 더욱 중요할 수 있다. 대부분의 플라스틱은 원유와 같은 화석 연료를 기반으로 만들어지며, 제조 과정에서 상당량의 온실가스를 배출한다. 또한, 플라스틱 제조에 사용되는 독성 물질은 장기적으로 사람들의 건강에 여러 가지 위험을 초래할 수 있다. 플라스틱은 자연환경에서 수백 년 동안 머무르며, 자연적으로 분해되지 않는 특성을 가지고 있다. 이러한 상황에서 만타와 같은 해양 플라스틱 청소 선박은 이미 발생한 플라스틱 오염 문제에 대한 효과적인 해결책을 제공한다. 그러나 장기적으로는 플라스틱에 대한 의존도를 줄이는 것이 플라스틱으로 인해 발생할 수 있는 환경적 피해를 예방하는 데 더욱 중요할 수 있다. 지속 가능한 대안의 사용과 플라스틱 사용을 줄이는 노력이 결합될 때, 플라스틱 오염 문제에 대한 보다 근본적인 해결책을 찾을 수 있을 것이다.
- 산업
2023-11-13
일본, 세계 최대 핵융합로 'JT-60SA' 첫 플라즈마 발생 성공

일본이 최근 핵융합 연구의 새로운 이정표를 세웠다. 초전도 자석을 활용해 도넛 모양의 챔버 내에 고온의 플라즈마를 안정적으로 유지하는 새로운 핵융합로 'JT-60SA'가 성공적으로 가동 됐다. 일본의 새 핵융합로 'JT-60SA'는 세계 최대 규모의 융합로로, 프랑스에서 진행중인 국제핵융합실험로(ITER) 프로젝트의 연구를 지원하는 것을 목적으로 한다. 에너지 전문매체 인터레스팅 엔지니어링에 따르면 15년이 넘는 건설 기간과 테스트를 거친 JT-60SA가 지난 2023년 10월 26일, 첫 플라즈마 발생에 성공했다. 플라즈마는 기체가 초고온 상태로 가열되어 전자와 양전하를 가진 이온으로 분리된 상태를 말한다. JT-60SA는 일본의 국립 양자과학기술연구소(QST)가 개발한 핵융합로로, 섭씨 2억도까지 가열된 플라즈마를 약 100초 동안 유지할 수 있었다. 이는 이전의 핵융합로에 비해 상당한 개선으로, 핵융합 반응을 일으키기 위한 충분한 온도와 지속 시간을 달성할 수 있는 가능성을 보여준다. 에너지 핵융합 프로젝트 매니저 샘 데이비스는 "이 기계가 기본적인 기능을 성공적으로 수행했다는 것을 전 세계에 증명한 것"이라고 평가했다. 이 프로젝트는 유럽연합(EU) 기관과 일본 국립 양자과학기술연구소(QST) 간의 협력을 바탕으로 진행되었으며, JT-60SA 및 관련 프로그램을 통해 양 기관은 지속적인 연구 협력을 이어갈 예정이다. 핵융합 작동 방식 핵융합은 태양이 에너지를 만드는 원리와 유사한 방식으로 에너지를 생성한다. 이 과정에서 두 개의 수소 원자핵이 융합해 헬륨 원자핵을 형성하며, 이때 질량의 일부가 에너지로 전환된다. 이 방법은 화석 연료와 같은 전통적인 에너지원에 비해 훨씬 더 청정하고 지속 가능한 대안으로 여겨진다. 핵융합 반응에서는 두 원자핵이 결합하여 더 큰 원자핵을 만들며, 이 과정에서 발생하는 질량 손실이 상당한 에너지를 방출한다. 태양의 중심에서는 핵융합을 통해 수소 원자핵이 헬륨 원자핵으로 변환되며, 이때 방출되는 에너지가 태양의 빛과 열의 원천이 된다. 지구에서도 핵융합을 통해 에너지를 생산할 수 있다. 핵융합로에서는 수소와 중수소를 주입해 융합 반응을 일으키고, 이 과정에서 방출되는 에너지를 전기로 변환해 사용한다. 이를 통해 얻어진 에너지는 청정하고 지속 가능한 에너지원으로, 환경에 미치는 영향이 적은 특징을 가지고 있다. 희귀 동위원소 중수소 사용 연기 JT-60SA는 토카막(Tokamak)이라는 형태의 핵융합로다. 토카막은 핵융합 연구에서 일반적으로 사용되는 디자인으로 도넛 모양의 초전도 자석을 사용하여 플라즈마를 가두는 방식이다. JT-60SA의 첫 번째 플라즈마 실험에서는 희귀 동위원소인 중수소 대신 수소를 사용했다. 중수소는 핵융합 반응을 일으키는 데 더 효율적이지만, 희귀하고 비용이 많이 들기 때문에 충분한 양을 확보하기가 어렵다. QST는 2024년 말부터 중수소를 사용한 플라즈마 실험을 시작할 계획이다. 중수소 사용 실험을 통해 핵융합 반응의 효율성을 높이고, 핵융합로의 안정성을 평가할 예정이다. 중수소 사용의 기대 효과 중수소 사용 실험에서 예상되는 주요 효과는 다음과 같다. 첫째, 중수소는 일반 수소에 비해 핵융합 반응을 더 효율적으로 일으키기 때문에, 중수소를 사용할 경우 핵융합로에서 생성되는 에너지의 양이 증가할 수 있다. 이는 핵융합 반응의 전반적인 효율성을 향상시킬 것이다. 둘째, 중수소는 안정적인 핵 구조를 가지고 있어 핵융합로의 안정성 평가에 기여할 수 있다. 셋째, 중수소를 사용하면 일반 수소에 비해 적은 양으로도 핵융합 반응을 유도할 수 있으므로, 핵융합로의 크기와 운영 비용을 줄일 수 있다. /이러한 특성 덕분에 중수소 사용은 핵융합 기술 발전에 있어 중요한 역할을 할 것으로 기대된다./킬 일본 QST의 향후 계획 QST는 2024년 말부터 중수소를 사용한 플라즈마 실험을 시작할 계획으로 중수소 사용 실험을 통해 핵융합 반응의 효율성을 높이고, 핵융합로의 안정성을 평가할 예정이다. 일본의 국립 양자과학기술연구소(QST)는 2024년 말부터 중수소를 활용한 플라즈마 실험을 시작할 계획이다. 이 실험을 통해 QST는 핵융합 반응의 효율성을 향상시키고 핵융합로의 안정성을 평가하려고 한다. 더 나아가, QST는 중수소 사용 실험을 통해 2030년까지 핵융합로에서 전력 생산에 필요한 핵심 기술을 개발하는 것을 목표로 하고 있다. 이러한 연구와 개발 작업은 핵융합 에너지의 상용화를 향한 중요한 단계로, 장기적으로는 지속 가능하고 청정한 에너지원의 확보에 기여할 것으로 기대된다. 일본은 2050년까지 핵융합 에너지 상용화를 목표로 하고 있다. JT-60SA의 성공적인 가동은 이러한 목표 달성에 중요한 기여를 할 것으로 보인다. JT-60SA 성공의 의의 JT-60SA의 성공은 핵융합 에너지의 실현에 한 걸음 더 가까워졌다는 것을 의미한다. JT-60SA는 프랑스에서 건설중인 국제핵융합실험로(ITER, International Thermonuclear Experimental Reactor) 프로젝트를 지원하기 위해 개발됐다. ITER는 핵융합 에너지의 상용화를 목표로 하는 국제 협력 프로젝트다. 주요 참여 국가로는 유럽연합, 미국, 러시아, 중국, 일본, 대한민국, 인도 등이 있으며, 이들 국가들이 자원, 기술, 재정을 공동으로 제공한다. JT-60SA의 데이터는 ITER의 개발에 중요한 역할을 할 것으로 기대된다. ITER의 성공적인 가동은 지구에서 핵융합 에너지를 실용적인 에너지원으로 만드는 데 기여할 것으로 전망된다.
- 산업
2023-11-13